CC BY
13
ИММУНОЛОГИЯ
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2021
Пашинская К.О., Самодова А.В., Добродеева Л.К.
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АПОАЧ В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ НА СОСТОЯНИЕ ИММУННОГО ГОМЕОСТАЗА У ЛИЦ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ АРКТИКИ
ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН, 163000, г. Архангельск, Россия
В работе представлены данные о влиянии содержания апоА-I в периферической крови на состояние иммунного гомео-стаза у лиц, проживающих в экстремальных климатических условиях Арктики. Обследованы 191 человек поселка Ревда Мурманской области, 160 женщин и 31 мужчина, в возрасте от 21 до 55 лет. Анализ результатов проведен в зависимости от уровня содержания апоА-I: у 111 обследованных установлено низкое содержание апоА-I (менее 115 мг/дл) и у 80 человек концентрация апоА-I - в пределах физиологической нормы (115-220 мг/дл). Показано, что дефицит апоА-I ассоциирован с повышением концентрации в плазме общего холестерина в 37,5% и триглицеридов в 62,5% случаев. Низкое содержание апоА-I взаимосвязано со снижением содержания нейтрофильных гранулоцитов, увеличением концентрации малых лимфоцитов, IL-10 и IgE. Дефицит апоА-I ассоциирован с увеличением содержания в крови фенотипов лимфоцитов CD45RA+, CD16+, CD56+. Низкие концентрации апоА-I ассоциированы с низкой активностью экспрессии гена L-селектина и свободного лиганда L-селектина. При дефиците содержания апоА-I не установлено значимых различий в содержании трансферрина, свободного рецептора к трансферрину, гаптоглобина, свободного кальцийзависимого белка клеточной адгезии, а также свободного пула рецепторов, участвующих в процессе апоптоза. Таким образом, дефицит апоА-I в плазме крови ассоциирован с активизацией миграции нейтрофилов в ткани и клеточно-опосредованной цито-токсичности лимфоцитов и происходит под влиянием снижения активности уровня антиоксидантной защиты, изменения структуры клеточных мембран и участия молекул адгезии.
Ключевые слова: ОТХ; липидный профиль крови; апоА-I; апоВ; оЛПНП; нейтрофильные лейкоциты; малые лимфоциты; IgE; IL-10; sL-селектин; Арктика Для цитирования: Пашинская К.О., Самодова А.В., Добродеева Л.К. Влияние содержания апоА-I в периферической крови на состояние иммунного гомеостаза у лиц, проживающих в экстремальных условиях Арктики. Клиническая лабораторная диагностика 2021;66 (9): 539-545. https://doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-9-539-545
Для корреспонденции: Пашинская Ксения Олеговна, мнс лаб. регуляторных механизмов иммунитета Института физиологии природных адаптаций ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН; e-mail: nefksu@mail.ru PashinskayaK.O., SamodovaA.V., DobrodeevaL.K.
THE EFFECT OF THE CONTENT OF APOA-I IN PERIPHERAL BLOOD ON THE STATE OF IMMUNE HOMEOSTASIS IN PEOPLE LIVING IN EXTREME CLIMATIC CONDITIONS OF THE ARCTIC
Federal State Budgetary Institution of Science N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 163000, Arkhangelsk, Russia
The paper presents data on the impacts of the content ofApoA-I in peripheral blood on the state of immune homeostasis in people living in extreme climatic conditions of the Arctic. From the village of Revda, Murmansk region, 191 people were examined, 160 women and 31 men, aged from 21 to 55 years. The analysis of the results was carried out depending on the level of ApoA-I content: 111 examined people had a low content of ApoA-I (< 115 mg/dl) and 80 people had a concentration of ApoA-I - within the physiological norm (115-220 mg/dl). Deficiency of ApoA-I is associated with an increase in plasma concentrations of total cholesterol in 37.5% and triglycerides in 62.5% of cases. Low content of ApoA-I is associated with a decrease in the content of neutrophilic granulocytes and an increase in the concentration of small lymphocytes, IL-10 and IgE. Deficiency of ApoA-I is associated with an increase in the content of CD45RA+, CD16+, CD56+ lymphocyte phenotypes in blood. Low concentrations of ApoA-I are associated with low expression activity of L-selectin gene and free L-selectin ligand Due to deficiency of ApoA-I, no significant differences were detected in the content of transferrin, free transferrin receptor, haptoglobin, free calcium-dependent cell adhesion protein, and free pool of receptors involved in apoptosis. Conclusion: deficiency of ApoA-I in blood plasma is associated with increased migration of neutrophils into the tissue and cell-mediated cytotoxicity of lymphocytes and occurs because of the effect of decreased activity of the level of antioxidant defense, changes in the structure of cell membranes and the participation of adhesion molecules.
Key words: RCT; blood lipid profile; АpоА-I; АpоВ; oLDLP; neutrophilic leukocytes; .small lymphocytes; IgE; IL-10; sL-selectin; Arctic
For citation: Pashinskaya K.O., Samodova A.V., Dobrodeeva L.K. The effect of the content of ApoA-I in peripheral blood on the state of immune homeostasis in people living in extreme climatic conditions of the Arctic. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2021; 66 (9): 539-545 (in Russ.). https://doi.org/10.51620/0869-2084-2021-66-9-539-545
For correspondence: Pashinskaya Ksenia Olegovna, junior researcher of the laboratory regulatory mechanism of immunity of the Institute of physiology of natural adaptations of the FECIAR UrB RAS; e-mail: nefksu@mail.ru Information about authors:
Pashynskaya K.O., http://orcid.org/0000-0001-6774-4598
Samodova A.V., http://orcid.org/0000-0001-9835-8083
Dobrodeyeva L.K., http://orcid.org/0000-0003-3211-7716
IMMUNOLOGY
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgment. Work is performed under the program of fundamental scientific research on the topic of the laboratory of regulatory mechanisms in immunity, Institute ofphysiology of natural adaptations, «the Role of the extracellular pool of adhesion molecules and short peptides in the formation and outcome of adaptive reactions to changing light conditions» (№ AAAA-A17-117033010123-0).
Received 15.07.2020 Accepted 09.04.2021
Введение. Нарушение метаболических регулятор-ных механизмов становятся для современного человека серьезнейшей проблемой. Растет число "наеденных» синдромов, возрастает угроза несовместимых пищевых продуктов и утраты толерантности к пищевым антигенам. Метаболические проблемы человека становятся главной причиной и лежат в основе этиологических факторов социально значимых болезней сердечно-сосудистой, эндокринной систем и заболеваний органов пищеварения. Метаболический синдром является одной из широко обсуждаемых проблем современной медицины. По статистическим данным в России метаболическим синдромом страдает более 30% взрослого населения. Основными проявлениями метаболического синдрома являются артериальная гипертония, ожирение и гипергликемия. Известно, что у пациентов с метаболическим синдромом в 3 раза быстрее развивается атерогенез, что ведет к развитию сердечно-сосудистых заболеваний и через 5-7 лет приводит к развитию сахарного диабета II типа [1].
Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) способствуют удалению холестерина (ХС), который клетки синтезируют и/или поглощают в составе хиломикрон (ХМ), липопротеинов очень низкой и низкой плотности (ЛПОНП и ЛПНП). Связывание апоА-1 ЛПВП с рецепторами клеток внепочечных тканей обеспечивает переход свободного холестерина в оболочку ЛПВП, под действием лецитин-холестерин-ацилтрансферазы (ЛХАТ) холестерин этерифицируется до сложных эфиров ХС (ЭХС) и перемещается в сердцевину, образуя липидное ядро ЛПВП [2]. Постоянному поглощению свободного ХС частицами ЛПВП для осуществления обратного транспорта холестерина (ОТХ) способствует снижение концентрации ХС на поверхности ЛПВП. Нарушение ОТХ связано с дисфункцией ЛПВП. К дисфункции ЛПВП приводит изменение состава протеома и/или липидома ЛПВП и проявляется нарушением антиокси-дантной и противоспалительной функций [3 - 5]
В структуре ЛПВП может содержаться от одной до пяти молекул апоА-1. В условиях окислительного стресса, инфекции или воспаления изменение в структуре апоА-1 несомненно влияет на функциональность ЛПВП. Так, в очаге воспаления миелопероксидаза (МПО) индуцирует окисление аминокислотных остатков апоА-1 в положениях 143-165 и процессы нитрирования и хлорирования специфических остатков апоА-1, что приводит к нарушению активации ЛХАТ [3, 4, 6]. При сахарном диабете II типа в структуре апоА-1 происходит гли-козилирование остатков лизина [1], при атеросклерозе ЛПВП обогащены апоС-Ш и сывороточным амилоидом А ^АА) [5]. SSА является членом семейства амилоидов и обладает высокой тропностью к апоА-! ЛПВП [1,7,8]. Провоспалительные цитокины (ГЬ-1р, ГЬ-6, Т№-а) способствуют синтезу SAA, при воспалении дисфункция ЛПВП связана с замещением апоА-! до 80% SAA и проявляется снижением содержания апоА^ и более низкой
способностью ЛПВП обеспечивать обратный транспорт холестерина [1, 3, 4, 9]
При развитии острого воспаления дисфункция ЛПВП и изменение ориентации апоА-I происходит в результате повышения полярности липидных доменов ЛПВП вследствие гидролиза фосфолипидов ферментом секреторная фосфолипаза A2 группы IIA (sPLA2), экспрессия которого индуцируется провоспалительными цитокинами. В период острой фазы воспаления повышенное содержание триглицеридов (ТГ) в крови может способствовать реорганизации липидных компонентов ЛПВП и привести к нарушению стабильности ЛПВП и усилению катаболизма апоА-I [6].
Начальный этап биологической реакции воспаления во внутрисосудистой среде индуцируется окислением ЛПНП, которые имеют нарушенную конформацию апоВ-100 активными формами кислорода (АФК). Секреция нейтрофилами H2O2 и NO предназначена для окисления апоВ-100, с последующим формированием афизи-ологичных эпитопов, определяя которые, toll-подобные рецепторы признают безлигандные ЛПНП как «не свои», подлежащие удалению из пула внутрисосудистой среды [2,10]. Повышенное содержание в межклеточной среде ненасыщенных жирных кислот, ТГ, ЛПНП, окис-ленно модифицированных ЛПНП (оЛПНП) или аномальное содержание иных субстанций обусловливает через toll-рецепторы активизацию митогензависимых протеинкиназ, синтез первичных и вторичных медиаторов реакции превентивного воспаления (хемокины, молекулы адгезии, белки острой фазы, цитокины) [11,12]. Известно, что аутофагия может развиваться в ответ на клеточный стресс под влиянием оЛПНП [13].
Безлигандные ЛПНП, удаленные из внутрисосуди-стой среды путем трансцитоза в интиму артерий, утилизируются макрофагами. Макрофаги воспринимают ЛПНП как денатурированные макромолекулы белка и подвергают их гидролизу. Накопление поли-ЭХС в макрофагах с последующим формированием афизиоло-гичных пенистых клеток обусловлено низкой активностью кислых гидролаз для поли-ЭХС [2,14]. Развитие превентивного воспаления в стенке сосуда с последующим включением иммунного компонента лежит в основе патогенеза атеросклероза.
Наряду с профилактикой, лечением и диагностикой осложнений атеросклероза важен вопрос выявления достоверных маркеров риска формирования атеросклероза в ситуации повышения уровня заболеваемости атеросклерозом в России и в мире.
Поскольку апо-белки являются структурными компонентами липопротеинов (ЛП), то соотношение апоВ/ апоА-I характеризует баланс между атерогенными и антиатерогенными ЛП в крови и может быть ранним потенциальным маркером риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ).
Увеличение показателя апоВ/апоА-I связано с высоким риском развития ССЗ, в частности атеросклероза
сонных артерий и периферических артерий нижних конечностей [15,16]. В отличие от липидных компонентов аполипопротеины апоВ и апоА^ не покидают молекулы липопротеинов, в формировании которых они учавству-ют. В связи с этим апоВ и апоА^ являются маркерами нарушений липидного профиля крови наряду с традиционными параметрами липидного обмена.
По данным Федеральной службы государственной статистики продолжает увеличиваться уровень заболеваемости населения болезнями системы кровообращения (2015-2019 гг.). В национальном проекте «Здравоохранение» один из восьми федеральных проектов посвящен снижению смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, начиная с профилактики, включая попу-ляционную профилактику [17]. Так, в структуре общей смертности населения Российской Федерации на долю ССЗ приходится 56% [18]. Развитие неблагоприятных сердечно-сосудистых и цереброваскулярных событий у больных с клиническими проявлениями атеросклероза является ведущей причиной инвалидизации и смертности населения всех развитых стран. По прогнозу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) существует угроза смертности для более 23,3 млн человек в 2030 г. от сердечно-сосудистых заболеваний [19]. У жителей, проживающих на арктических территориях, по сравнению со средней полосой России, выше риск появления сердечно-сосудистых катастроф [20].
В связи с вышесказанным, целью работы является выявление влияния содержания апоАЛ в периферической крови на состояние иммунного гомеостаза у лиц, проживающих в экстремальных климатических условиях Арктики.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Установить порядок липидных фракций крови у жителей Арктики в зависимости от уровня содержания апоАЛ
2. Определить взаимосвязь содержания апоА^ в периферической крови и активности иммунокомпетент-ных клеток у лиц, проживающих в Арктике.
3. Установить взаимосвязь содержания апоА^ периферической венозной крови и внеклеточного пула рецепторов sCD71, sCD324, sCD62L, sApo-1/Fas, sFasL у людей, проживающих на арктической территории.
4. Выяснить механизм активного транспорта апоАЛ под влиянием противовоспалительного (ГЬ-10) и про-воспалительных цитокинов (ГЬ-2, ^-6, ШБ-у) у жителей Арктики.
5. Изучить соотношение содержания апоАЛ в периферической венозной крови и сывороточных иммуноглобулинов ^А, М, G, Е у лиц, проживающих в Арктике.
Материал и методы. Проведено иммунологическое обследование 191 жителя поселка Ревда Мурманской области, 160 женщин и 31 мужчины, в возрасте от 21 до 55 лет. Поселок Ревда (67°56'13"с.ш.) Мурманской области находится в центральной части Кольского полуострова, за полярным кругом и относится по природным условиям к экстремально дискомфортной зоне проживания [21].
Критериями включения в исследование были: 1) проживание в арктической зоне РФ: Мурманская область; 2) заполнение информированного согласия на обследование; 3) возраст от 20 до 55 лет. Критерии исключения определяли в ходе первичного статистического анализа результатов исследования. Все исследования проводи-
ИММУНОЛОГИЯ
лись с согласия волонтеров и в соответствии с требованиями Хельсинкской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации об этических принципах проведения медицинских исследований (2000 г.).
У обследованных лиц определяли содержание ЛПНП, апоВ-100 в составе частиц ЛПНП (апоВ), ЛПВП, апоА-I в составе частиц ЛПВП (апоА-I), оЛПНП, ТГ, ФЛ, общего холестерина (ОХС) в сыворотке крови иммунофер-ментным методом реактивами «Bender MedSystems» (Австрия) на автоматическом иммуноферментном анализаторе «Evolis» фирмы «Bio-Rad» (Германия).
Комплекс иммунологического исследования включал изучение гемограммы, фагоцитарной активности нейтрофильных лейкоцитов периферической крови. Количество и соотношение клеток гемограммы подсчитывали в мазках крови, окрашенных по методу Рома-новского-Гимзе. Фагоцитарную активность нейтрофи-лов определяли с помощью тест-набора «Реакомплекс» (Россия). Изучены фенотипы лимфоцитов (CD3+, CD4+, CD8+, CD10+, CD16+, CD19+, CD23+, CD25+, CD45RA+, CD56+, CD62L+, CD71+, CD95+, HLA-DR+) методом непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием моноклональных антител («Сорбент», г. Москва). Содержание IgA, IgM, IgG, IgE, цитокинов IL-2, IL-6, IFN-y, трансферрина, свободного рецептора трансферрина sCD71, молекул межклеточной адгезии sCD324, sCD62L, белка апоптоза sApo-1/Fas и лиганда к Fas sFasL в сыворотке крови изучали методом имму-ноферментного анализа. Реакции оценивали с помощью фотометра Multiskan MS (Labsystems, Финляндия) и автоматического иммуноферментного анализатора «Evolis» фирмы «Bio-RAD» (Германия).
Анализ результатов был проведен в зависимости от уровня содержания апоА-I: у 111 обследованных людей выявлено низкое содержание апоА-I (менее 115 мг/дл) и у 80 человек концентрация апоА-I - в пределах физиологической нормы (115-220 мг/дл). На основе первичного статистического анализа для оценки влияния содержания апоА-I на состояние иммунного гомеостаза был проведен отбор в группы сравнения и контроля на основе распределения значений содержания апоА-I: ниже Qj (25%-квартиль: апоА-I <90 мг/дл; n=48) и выше Q3 (75%-квартиль: апоА-I >120 мг/дл; n=48). В результате в группу сравнения были включены наблюдения с низким содержанием (дефицитом) апоА-I, а в группу контроля -наблюдения с содержанием апоА-I в пределах нормы, не превышая уровень референсного значения. Критерий исключения: распределение значений содержания апоА-I между Qj-Q3 (от 90 мг/дл до 120 мг/дл). Данный отбор в группы сравнения и контроля обеспечил их репрезентативность и равномерность, дополнительный отбор по показателям липидного обмена (содержание ОХС, ТГ, ФЛ, ХС-ЛПНП, ХС-ЛПВП) не проводили с учетом цели исследования. Исследование нерандомизированное контролируемое.
Распределение значений количественных показателей в группах сравнения и контроля подчинялись закону нормального распределения (критерий Колмогорова-Смирнова). В качестве описательной статистики использовали среднее значение и стандартное отклонение (M±5). Для оценки различий количественных показателей группы сравнения по отношению к группе контроля применяли критерий t-Стьюдента для независимых выборок. Критерием статистической достоверности разницы считали уровень p<0,05. Полученные резуль-
IMMUNOLOGY
таты обработаны с применением прикладных программ прикладных программ «Microsoft Excel 2010» (США) и «Statistica 21.0» («StatSoft», США).
Результаты и обсуждение. Среднее содержание апоА-I (110,30±3,28 мг/дл) в крови у жителей поселка Ревда Мурманской области ниже референсного предела содержания, в 58% случаях выявлена пониженная концентрация апоА-I. У лиц с низким содержанием апоА-I средние концентрации ТГ, ХС и оЛПНП выше по сравнению с таковыми в группе лиц с содержанием апоА-I в пределах нормы. В группе сравнения (апоА-I < 90 мг/ дл) наблюдается повышение концентраций ТГ в 62,5% и ХС в 37,5% случаев. Одновременное повышение содержания ХС и ТГ характеризуется как III тип гиперли-пидемии.
При дефиците апоА-I отмечается повышение содержания ЛПНП и понижение содержания апоВ. При увеличении триглицеридов в крови (>2,2 ммоль/л) повышение показателей липидных фракций затрудняет их интерпретацию, уровень ЛПНП будет завышен [14]. Порядок липидных фракций крови у жителей пос. Ревда Мурманской области в зависимости от уровня содержания апоА-I представлен в таблице.
Снижение апоА-I и ЛПВП ассоциировано со снижением поглощения клетками ЛПОНП, ЛПНП по причине нарушения формирования апоЕ/В-100 и апоВ-100-лигандов. Безлигандные ЛПНП не поглощаются клетками и в крови происходит накопление ЖК в форме ТГ, сочетающееся с повышением в крови ЖК в форме ЭХС. При длительной циркуляции в кровотоке безлигандные ЛПНП подвержены окислению, в результате происходит образование афизиологичных эпитопов путем денатурации апоВ с последующей опсонизацией безлигандных ЛПНП компонентами комплемента и распознаванием toll-подобными рецепторами. [2, 14]. В результате биологической реакции трансцитоза клетки монослоя эндотелия выводят из внутрисосудистой среды физиологично денатурированные, безлигандные ЛПНП в интиму артерий эластического типа [22].
Повышенное содержание ТГ в крови может привести к дисфункции ЛПНП из-за реорганизации липид-ных компонентов, вызванной повышенной активностью БПЭХс. В условиях гипертриглицеридемии высокая активность БПЭХс способствует повышенному переносу ЭХС из ЛПВП в обмен на ТГ из ЛПНП, в результате в ЛПВП происходит изменение соотношения ЭХС/ТГ, что приводит к формированию дисфункциональных ЛПВП, в которых 50% ХС заменено на ТГ. Обогащение ТГ частиц ЛПВП и изменение соотношения ЭХС/ТГ важно для антиокси-дантной активности и циркуляции ЛПВП. При преобладании в крови пальмитиновых ЛПНП, переходящих ЭХС, оказывается недостаточным для формирования лигандных ЛПНП [2 - 4].
Более высокие значения показателя апоВ/ апоА-I у лиц с низким содержанием апоА-I (<90 мг/дл) свидетельствует о риске развития сердечно-сосудистых заболеваний и атеросклероза, а также о снижении антиоксидантной активности ЛПВП, что проявляется в увеличении оЛПНП, которые играют ключевую роль в развитии атеросклероза, выступая в роли индуктора атерогенеза в сосудистой стенке [23]. При низком содержании апоА-I установлено более высокое значение оЛПНП (r = -0,936; p = 0,019).
При снижении изучаемого транспортного белка показатель апоВ/апоА-1 находится в пределах физиологической нормы (до 1,0 усл. ед.). Однако, есть данные, что значения апоВ/апоА-1 > 0,57 усл. ед. применяется для выявления атеросклероза сонных артерий [15]. При значении апоВ/апоА-1 > 0,46 усл. ед. можно предположить, что у лиц с ожирением и артериальной гипертензией имеются начальные стадии атеросклероза [24]. Следовательно, при каких значениях апоВ/апоА-1 можно судить о развитии атеросклероза, еще требует дальнейшего изучения.
Окисленные ЛПНП (оЛПНП), первичные провос-палительные цитокины активируют эндотелий артерий для привлечения воспалительных клеток из кровотока внутрь сосудистой стенки [25]. Для распознавания эн-дотелиальных воспалительных сигналов на цитоплаз-матической мембране решающее значение имеют PS-GL-1 и L-селектин. Ингибирование процесса шеддинга L-селектина на нейтрофилах увеличивает их адгезию к очагам воспаления. Повышение адгезивных свойств нейтрофилов приводит к перераспределению из циркулирующего пула в маргинальный [26].
Дефицит содержания апоА-1 ассоциирован со снижением содержания нейтрофилов в периферической венозной крови (с 5,56±0,81 до 4,63±0,72х109 кл/л; р <0,05) преимущественно с 2 и 3 сегментами ядер (соответственно с 1,71±0,21 до 1,50±0,15*109 кл/л; р<0,05) без существенных различий со стороны содержания лимфоцитов (2,61±0,28 и 2,53±0,25*109 кл/л), моноцитов (0,69±0,15 и 0,65±0,10*109 кл/л) и эозинофилов (0,11±0,03 и 0,15±0,03*109 кл/л). Снижение содержания нейтрофилов в крови при низком уровне апоА-1 свидетельствует об их перераспределении из внутрисосуди-стого пула, возможно, в ответ на развитие сосудистого воспаления. Показатели гемограммы в зависимости от содержания апоА-1 у жителей пос. Ревда Мурманской области представлены на рис. 1.
В структуре лимфоцитограммы при дефиците апоА-1 установлено увеличение содержания малых лимфоцитов (с 0,44±0,12 до 0,58±0,17х109 кл/л; р<0,01), являющихся в основном рециркулирующими [27], форма которых является наиболее экономичной для сохранения информации. Поскольку лимфоцит несет информацию о неблагополучии, то и увеличение малых лимфоцитов при дефиците апоА-1 связано с повышением содержания ТГ в крови. Повышение в крови уровня содержания ТГ
Порядок липидных фракций крови в зависимости от содержания апоАЛ у жителей пос. Ревда Мурманской области
Показатели Уровни референсных значений Группы сравнения в зависимости от уровня содержания апоА-I
апоА-I <90 мг/дл, я=48 апоА-I >120 мг/дл, я=48
ОХС, ммоль/л 2,09-6,2 6,03±0,57* 4,92±0,44
ХС-ЛПНП, ммоль/л 0-3,3 3,13±0,17 1,66±0,11
ХС-ЛПВП, ммоль/л 0,9-1,9 1,52±0,12 2,56±0,21
оЛПНП, мкг/мл 0,8-10 8,72±0,69* 5,27±0,43
ТГ, ммоль/л 0,5-2,2 3,05±0,36** 1,77±0,17
ФЛ, ммоль/л 2-3 1,94±0,09 1,88±0,06
апоВ, мг/дл 52-138 61,30±2,94* 69,27±3,17
апоА-I, мг/дл 115-220 82,53±2,29*** 138,91±3,59
апоВ/апоА-I, усл.ед. до 1,0 0,65±0,03* 0,54±0,02
Примечание. * - p <0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001 - достоверность различия по сравнению с контрольной группой (апоА-I > 120 мг/дл).
>2,2 ммоль/л является неблагоприятным и существенно повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний.
В средних значениях относительного и абсолютного содержания фенотипов лимфоцитов в периферической крови при дефиците апоА-1 не наблюдали изменений в уровнях содержания зрелых Т-лимфоцитов (CD3+), активированных Т-клеток с рецепторами к трансфер-рину (CD71+), ^-2 (CD25+) и с антигенами Главного комплекса гистосовместимости класса II (HLA-DR+), а также Т-хелперов (СD4+) и В-клеток (CD19+). Статистически значимые различия установлены относительно уровня содержания в крови наивных Т-лимфоцитов с фенотипом CD45RA+, натуральных киллеров (СD16+), молекул межклеточной адгезии (CD56+) и клеток с Fc-рецептором к ^Е, концентрации которых у лиц с дефицитом содержания апоА-1 были выше (р<0,01-0,001) и представлены на рис. 2. Активизация клеточно-опосре-дованной цитотоксичности на фоне гиперлипидемии III типа опосредовано, на наш взгляд, повышением содержания в крови ТГ, ХС и оЛПНП.
Низкие концентрации апоА-! ассоциированы с низкой активностью экспрессии гена L-селектина, что проявляется тенденцией снижения содержания фенотипа CD62L+ (с 0,65±0,09 до 0,53±0,08 х109 кл/л; р<0,05) и соответственно свободного лиганда L-селектина (sL-селектина) (с 12,55±0,83 до 7,95±0,97 нг/мл;р<0,01). Известно, что L-селектин закрепляет связь молекул ад-
Лейкоциты Лимфоциты Моноциты Нейтрофилы Эозинофилы
X 109 кл/л
0 2 4
■ апоА-1 < 90 мг/дл
6 8 10 апоА-1 > 120 мг/дл
Рис. 1. Показатели гемограммы у жителей пос. Ревда Мурманской области в зависимости от содержания апоА-1
* -р < 0,05 - достоверность различия.
ИММУНОЛОГИЯ
гезии и лейкоцита, участвует в формировании маргинального пула лейкоцитов и их миграции в ткани. Более низкие уровни sL-селектина наблюдаются у пациентов с риском ишемической болезни сердца [26].
У группы лиц с низким содержанием апоАЛ в крови выявлено снижение содержания в крови Г№-у (с 71,74±4,92 до 52,25±4,59 пг/мл; р<0,05) и повышение концентрации в 3 раза ^-10 (с 8,52±0,71 до 21,78±0,88 пг/мл; р<0,05), без изменений со стороны содержания ^-6 и ^-2 (рис. 3).
Физиологической ролью ГИ0 является обеспечение адекватного уровня реакций иммунитета за счет подавления чрезмерного синтеза цитокинов и иммуноглобулинов, в том числе, секреторных ^А и ^Е [28 - 30]. При этом происходит снижение функциональной активности ТЫ и продукции ими провоспалительных цитокинов, таких как Г№-у, ТОТ-а и ^-12. Подобное происходит и под влиянием катехоламинов и глюкокортикоидов, которые способствуют повышению активности ТЪ2 и продукции ГЬ-10, а также секреции ^Е [30]. ГЬ-10 снижает экспрессию адгезивных молекул на эндотелиальных клетках [31].
При дефиците апоА-! статистически значимо повышается концентрация IgG и ^Е (рис. 4). Повышенные концентрации ^Е (>100 МЕ/мл) отмечаются в 17% случаев. Превышение относительно нормативных уровней содержания ^Е в крови возможно среди условно здоровых жителей высоких широт в диапазоне 16-40%. Известна связь повышения содержания ^Е с сокращением светового периода и напряжением иономагнитной обстановки [32].
Повышение концентраций IgG и IgE при низком содержании апоА-Ь возможно, является результатом на повышение содержания оЛПНП в крови из-за снижения антиоксидантной функции ЛПВП. Модификация липо-протеинов, в том числе оЛПНП, придает липопротеи-нам аутоантигенность. Гуморальный ответ на подобные антигены проявляется синтезом аутоантител классов ^М и ДО [25].
Следует отметить, что в анализируемой выборке выявлена относительно высокая частота регистрации (в 43% наблюдений) пониженных концентраций IgG.У жителей заполярного пос. Ревда Мурманской области ранее были выявлены признаки ингибиции переключе-
X 109 кл/л
0,8 0,6 0,4 0,2
А
г!1
[11
СР3+ СР10+ СР4+ СР8+ СР16+ СР56+ СР25+ СР71+ Н1_А-ОВ+ СР23+ СР95+ С045ВА+ СР621_+
апоА-1 < 90 мг/дл
апоА-1 > 120 мг/дл
Рис. 2. Уровни фенотипов лимфоцитов у жителей пос. Ревда Мурманской области в зависимости от содержания апоА-1 ** -р < 0,01; *** -р < 0,001 - достоверность различия.
**
***
***
0
IMMUNOLOGY
пг/мл
80 г
70 -
60 *
50 щ
40 -
30 -
20 -
10 -
0
INF -y
IL-6
anoA-I < 90 мг/дл
IL-10
anoA-I > 120 мг/дл
IL-2
Рис. 3. Содержание цитокинов у жителей пос. Ревда Мурманской области в зависимости от содержания апоА-1.
-p < 0,05 - достоверность различия.
МЕ/мл 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
г/л 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
anoA-I < 90 мг/дл I IgE ■ IgA
IgM
anoA-I > 120 мг/дл ■ IgG
Рис. 4. Уровень сывороточных иммуноглобулинов у жителей пос, Ревда Мурманской области в зависимости от содержания апоА-1. * -р < 0,05; ** -р < 0, 01; - достоверность различия.
ния ^М на IgG. Возможен прямой путь переключения синтеза с ^М, минуя синтез IgG, на ^Е. ^Е участвуют в презентации антигена, которая осуществляется через FceRI или CD23 на поверхности антиген-распознающих клеток. ^Е могут активировать макрофаги, в результате чего они становятся цитотоксическими. Цитотоксич-ность активированных макрофагов обеспечивается за счет активных форм кислорода и азота [33].
При дефиците содержания апоА-1 не установлено статистически значимых различий в содержании трансферрина, свободного рецептора к трансферрину (sCD71), свободного кальций-зависимого белка клеточной адгезии (sCD324), а также свободного пула рецепторов, участвующих в процессе апоптоза: белка sAPO-1Fas и лиганда к апоптозу (sFasL).
Заключение. Для арктических территорий, по сравнению со средней полосой России, характерен более высокий уровень заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями. В проведенном исследовании представлены результаты влияния апоА-1 на состояние иммунного гомеостаза у лиц, проживающих в экстремальных климатических условиях Арктики на примере Мурманской области. Показана вероятность применения показателя апоВ/апоА-1 в оценке риска развития ССЗ. Несмотря на то, что в Мурманской области отмечается тен-
денция снижения общей заболеваемости населения ССЗ, число пациентов с ССЗ остается на довольно высоком уровне.
Установлено, что у жителей пос. Ревда Мурманской области регистрируется низкое содержание в крови апоА-I с дефицитом в 58% случаев. Снижение уровня содержания апоA-I и ЛПВП связано с усилением катаболизма апоA-I и реогра-низацией липидных компонентов ЛПВП при повышенном содержании ТГ в крови. Обогащение триглицеридами ЛПВП и изменение соотношения ЭХС/ТГ важно для антиоксидантной активности и циркуляции ЛПВП [2,3]. В условиях гипертригли-церидемии изменение соотношения ЭХС/ ТГ в составе ЛПВП уменьшает эффективность антиоксидантной защиты с повышением концентраций оЛПНП (r=-0,622; p=0,031). О снижении антиоксидантной функции ЛПВП свидетельствует повышение показателя апоB/апоA-I. Увеличение значения апоB/апоA-I в группе лиц с дефицитом апоА-I также отражает повышение риска атерогенных изменений.
Дефицит апоА-I ассоциирован с увеличением содержания в крови фенотипов лимфоцитов CD45RA+, CD16+, CD56+. Увеличение активности миграции нейтрофилов в ткани и клеточно-опос-редованной цитотоксичности лимфоцитов, на наш взгляд, происходит под влиянием снижения активности уровня антиоксидантной защиты, изменения структуры клеточных мембран и участия молекул адгезии. CD56 является типичной молекулой адгезии, участвующей в цитотоксичности. Цитотоксичность клеток CD56+ отличается тем, что она реализуется в отсутствии молекул гистосовместимости I класса, антител и комплемента. Контактный цитолиз обеспечивается с участием цитотоксических гранул: после контактного синапса между NK и клеткой, цитотоксические агенты проникают в атакуемую клетку через отверстие в мембране, образуемого перфорином.
Финансирование. Работа выполнена в рамках программы фундаментальных научных исследований по теме лаборатории регуляторных механизмов иммунитета Института физиологии природных адаптаций «Роль внеклеточного пула молекул адгезии и коротких пептидов в формировании и исходе адаптивных реакций человека на изменение светового режима» (№ АААА-А17-117033010123-0).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА (пп . 5-9, 11-13, 15, 16, 19, 26, 28-30 см. REFERENCES)
1. Добродеева Л.К. Регуляция метаболических процессов при сахарном диабете II типа. Екатеринбург: РИО УрО РАН; 2014.
2. Титов В.Н. Атеросклероз - проблема общей биологии: нарушение биологических функций питания и эндоэкологии. Успехи современной биологии. 2009; 129(2): 124-43.
3. Гуцол Л.О., Егорова И.Э., Коршунова Е.Ю. Механизмы формирования дисфункции липопротеинов высокой плотности (сообщение 1). ЭНИ Забайкальский медицинский вестник. 2019; 3: 72-81.
4. Гуцол Л.О., Егорова И.Э., Коршунова Е.Ю. Механизмы формирования дисфункции липопротеинов высокой плотности (сообщение 2). ЭНИ Забайкальский медицинский вестник. 2019; 4: 171-80.
*
ИММУНОЛОГИЯ
10. Герасимова Е.В., Попкова Т.В., Новикова Д.С. Проатерогенные нарушения обмена липидов крови у больных ревматоидным артритом. Научно-практическая ревматология. 2017; 3: 311-20.
14. Титов В.Н. Амелюшкина В.А., Рожкова Т.А. Иной взгляд на диагностику гиперлипопротеинемии, холестерин липопротеи-нов низкой плотности и действие статинов. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 1: 27-37.
17. Глущенко В.А., Ирклиенко Е.К. Сердечно-сосудистая заболеваемость - одна из важнейших проблем здравоохранения. Медицина и организация здравоохранения. 2019; 4(1): 56-63.
18. Иванов Д.О., Орел В.И., Александрович Ю.С., Пшениснов К.В., Ломовцева Р.Х. Заболевания сердечно-сосудистой системы как причина смертности в Российской Федерации: пути решения проблемы. Медицина и организация здравоохранения. 2019; 4(2): 4-12.
20. Ревич Б.А. Влияние глобальных климатических изменений на здоровье населения Российской Арктики. М.: Представительство ООН в РФ; 2008.
21. Виноградова В.В. Природно-климатические и биоклиматические условия жизни населения Мурманской области. Известия РАН. Серия географическая. 2015; 6: 90-9.
22. Титов В.Н., Дыгай А.М., Котловский М.Ю., Курдояк Е.В., Якименко А.В., Якимович И.Ю. и др. Пальмитиновая, олеиновая кислоты их роль в патогенезе атеросклероза. Бюллетень сибирской медицины. 2014; 13(5): 149-59.
23. Жиляева Ю.А., Михин В.П., Жиляева О.А., Панченко Г.В., Громнацкий Н.И. Состояние параметров перекисного окисления липидов крови и эластических свойств сосудистой стенки у больных ишемической болезнью сердца на фоне терапии дже-нерическими статинами. Курский научно-практический вестник «Человек и здоровье». 2013; 4: 66-72.
24. Кадомцева Л.В., Зуфаров А.А., Поликарпова Н.В. Аполипопро-теины B и A1 - как маркеры риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Вестник экстренной медицины. 2019; XII (5): 67-70.
25. Миролюбова О.А., Добродеева Л.К. Иммунологические аспекты атеросклероза: учебное пособие. Архангельск: ИЦ СГМУ; 2005.
27. Нехаев С.Г., Григорьев С.Г. Полиморфноядерные лимфоциты как система антиэндотоксикационной защиты организма. Иммунология. 2010; 3: 116-8.
31. Бережная Н.М. Цитокиновая регуляция при патологии: стремительное развитие и неизбежные вопросы. Цитокины и воспаление. 2007; 6(2): 26-34.
32. Добродеева Л.К. Содержание иммуноглобулина E в сыворотке крови у людей, проживающих на европейской территории России. Экология человека. 2010; 6: 3-10.
33. Добродеева Л.К., Самодова А.В., Крякина О.Е. Взаимосвязи в системе иммунитета. Екатеринбург: РИО УрО РАН; 2014.
REFERENCES
1. Dobrodeyeva L.K. Regulation of metabolic processes in diabetes mellitus type II. Yekaterinburg: RIO UrO RAN; 2014. (in Russian)
2. Titov V.N. Atherosclerosis is a problem of general biology: of the biological functions of nutrition and endoecology. Uspekhi sovre-mennoy biologii. 2009; 129(2): 124-43. (in Russian)
3. Gutsol L.O., Yegorova I.E., Korshunova E. Yu. Formation mechanisms of high-density lipoproteins dysfunction (message 1). Zabaykal'skiy meditsinskiy vestnik. 2019; 3: 72-81. (in Russian)
4. Gutsol L.O., Yegorova I.E., Korshunova E. Yu. Formation mechanisms of high-density lipoproteins dysfunction (message 2). Zabaykal'skiy meditsinskiy vestnik. 2019; 4: 171-80. (in Russian)
5. Emiel P.C. High-Density Lipoproteins and Apolipoprotein A1. Part of the Subcellular Biochemistry book series. 2020; 94: 399-420.
6. Rosenson R.S., Bryan B., Benjamin J.A., Philip B., John C. Dysfunctional HDL and atherosclerotic cardiovascular disease. Nature Reviews Cardiology. 2016; 13(1): 48-60.
7. Banka C.L., Yuan T., Debeer M.C., Kindy M., Curtiss L., Debeer F.C. Serum amyloid A (SAA): effect on HDL-mediated cellular cholesterol efflux. Lipid Research Journal. 1995; 36: 1058-64.
8. Yamada T., Miida T., Itoh Y., Kawai T., Benson M. Characterization of serum amyloid A as a plasma apolipoprotein. Clinica Chimica Acta. 1996; 252: 105-12.
9. Kumon Y., Suehiro T., Ikeda Y., Yoshida K., Hashimoto K., Ohno F. Effect of serum amyloid A protein on high-density lipoprotein in chronic inflammatory disease. Clinical Biochemistry. 1993; 26: 505-11.
10. Gerasimova E.V., Popkova T.V., Novikova D.S. Proatherogenic disorders of blood lipid metabolism in patients with rheumatoid arthritis. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2017; 3: 311-20. (in Russian)
11. Jansen O., Sanzenbacher R., Kabelitz D. Regulation of activation-induced cell death of mature T-lymphocyte population. Cell and TissueResearchvolume. 2000; 301: 85-99.
12. Karin M., Cao Y., Greten F.R., Li Z.W. NF-kB in cancer: from innocent bystander to major culprit. Nature Reviews Cancer. 2002; 93: 275-83.
13. Dodson M., Darley-Usmar V, Zhang J. Cellular metabolic and autophagic pathways: traffic control by redox signaling. Free Radical Biology & Medicine. 2013; 63: 207-21.
14. Titov V.N., Amelyushkina V.A., Rozhkova T.A. Other view on the diagnosis of hyperlipoproteinemia, low-density lipoprotein cholesterol and the effect of statins. Klinicheskaya Laboratornaya Diag-nostika. 2015; 1:27-37. (in Russian)
15. Ji Eun Jun, Young Ju Choi, Yong-Ho Lee et al. ApoB/ApoA-I ratio is independently associated with carotid atherosclerosis in type 2 diabetes mellitus with well-controlled LDL cholesterol levels. The Korean Journal of Internal Medicine. 2018; 33(1): 138-47.
16. Forte F., Calcaterra I., Lupoli R., Orsini R.C., Chiurazzi M., Tri-paldella M. et al. Association of apolipoprotein levels with peripheral arterial disease: a meta-analysis of literature studies. European Journal of Preventive Cardiology [Internet]. 2020. Available at: https://doi.org/10.1093/eurjpc/zwaa0292020
17. Glushchenko V.A., Irklienko E.K. Cardiovascular morbidity is one of the most important health problems. Meditsina I organizatsiya zdravookhraneniya. 2019; 4(1): 56-63. (in Russian)
18. Ivanov D.O., Orel V.I., Alexandrovich Yu.S., Pshenisnov K.V., Lo-movtseva R.H. Diseases of the cardiovascular system as a cause of mortality in the Russian Federation: ways to solve the problem. Meditsina I organizatsiya zdravookhraneniya. 2019; 4(2): 4-12. (in Russian)
19. Mathers C.D., Loncar D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030. PLOSMedicine. 2006; 3(11): 42.
20. Revich B.A. The impact of global climate change on the health of the population of the Russian Arctic. Moscow: UN Representative Office in the Russian Federation; 2008. (in Russian)
21. Vinogradova V. V. Natural climatic and bioclimatic living conditions of population of Murmansk Region. Izvestiya RAN. Geografiches-kaya seriya. 2015; 6: 90-9. (in Russian)
22. Titov V. N., Dygai A. M., Kotlovsky Y. M., Kurdak E. V., Yakimen-ko V. A., Yakimovich I. Y. et al Palmitic and oleic acids; their role in the pathogenesis of atherosclerosis. Bulleten'Sibirskoy meditsiny. 2014; 13(5): 149-59. (in Russian)
23. Zhilyaeva Yu.A., Mikhin V.P., Zhilyaeva O.A., Panchenko G.V., Gromnatsky N.I. The state of the parameters of blood lipid peroxi-dation and elastic properties of the vascular wall in patients with ischemic heart disease during therapy with generic statins. Kurskiy nauchno-prakticheskiy vestnik "ChelovekI ego zdorov'e". 2013; 4: 66-72. (in Russian)
24. Kadomtseva L.V., Zufarov A.A., Polikarpova N.V. Apolipoproteins B and A1 - as markers of the risk of developing cardiovascular diseases. Vestnik ekstrennoy meditsiny. 2019; XII (5): 67-70. (in Russian)
25. Mirolyubova O.A., Dobrodeyeva L.K. Immunological aspects of atherosclerosis: a textbook [Uchebnoe posobie]. Arkhangelsk: SGMU Publishing Center; 2005. (in Russian)
26. Ivetic A. A head-to-tail view of L-selectin and its impact on neutro-phil behavior. Cell and Tissue Research. 2018; 371: 437-53.
27. Nekhayev S.G., Grigoryev S.G. Polymorphonuclear lymphocytes as a system of anti-endotoxic defense of the body. Immunologiya. 2010; 3: 116-8. (in Russian)
28. Hill D.A., Arris D. Intestinal bacteria and the regulation of immune cell homeostasis. Annual Review of Immunology. 2010; 28: 623-67.
29. Macpherson A.J., Geuking M.B., MacCoy K.D. Homeland security: IgA at the frontiers of the body. Trends in immunology. 2012; 33: 160-7.
30. Hebeda C.B., Teixeira S.A., Tamura E.K., Muscara M.N., de Mello S.B.V., Marcus R.P. et al. Nitric oxide modulates lipopolysaccharide-induced endothelial platelet endothelial cell adhesion molecule expression via interleukin-10. Clinical and experimental immunology. 2011; 2: 172-6.
31. Berezhnaya N.M. Cytokine regulation in pathology: onrush development and inevitable issues. Tsitokiny I vospalenie. 2007; 6(2): 26-34. (in Russian)
32. Dobrodeyeva L.K. The content of IgE immunoglobulin E in blood serum in people living in the European territory of Russia. Ekologiya cheloveka. 2010; 6:3-10. (in Russian)
33. Dobrodeyeva L.K., Samodova A.V., Kryakina O. E. The relationships in the immune system. Ekaterinburg: RIO UrO RAN; 2014. (in Russian)
Поступила 15.07.20 Принята к печати 09.04.21
