CC BY
24
УДК 613.98:[612.6:577.12]
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ ИММУННОЙ И ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМ ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ СТАРЕНИИ
Т.А. Гвозденко1, О.Ю. Кытикова, Т.И. Виткина2, Л.В. Веремчук
Владивостокский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук —
Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, Владивосток
Проведен анализ корреляции параметров иммунной и прооксидан-тно-антиоксидантной систем у 88 условно здоровых лиц зрелого, пожилого и старческого возраста. Анализ взаимосвязей выявил изменение их количества, силы и направленности в разные возрастные периоды. В пожилом возрасте начинается активная фаза возраст-обусловленных адаптационных перестроек, что приводит к генерализации и интеграции работы основных гомеостатических систем. Возрастает роль прооксидантно-антиоксидантной системы в поддержании структурного постоянства организма. Для старческого возраста характерно увеличение экономичности функционирования организма за счет минимизации внутри- и межсистемной координации. Однако увеличение силы корреляционных связей свидетельствует о несовершенстве адаптационно-компенсаторных реакций в этот возрастной период.
Ключевые слова: иммунная система, прооксидантно-антиоксидан-тная система, физиологическое старение
Key words: immune system, prooxidant-antioxidant system, senescence
Изучение функционирования и взаимодействия гомеостатических систем стареющего организма с использованием методов системного анализа занимает одно из ведущих мест в герон-
1 Гвозденко Татьяна Александровна, д-р мед. наук, директор института. Тел.: 8(423)278-82-01. E-mail: [email protected].
2 Виткина Татьяна Исааковна, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник. Тел.: 8(423)278-82-01. E-mail: [email protected], 8-914-669-78-98.
тологии [5,6,8]. Интерпретация динамики взаимоотношения параметров различных систем организма, в том числе и характера внутри- и межсистемной интеграции, позволит расширить современные представления о механизмах формирования адаптационной перестройки при физиологическом старении [2,4]. В процессе адаптации к воздействию раздражителей важная роль принадлежит иммунной и прооксидантно-антиоксидантной системам; вместе с тем ощущается недостаток работ по изучению их взаимо-
действия с учетом физиологического старения [1,3]. Цель настоящего исследования — изучить функциональные взаимоотношения иммунитета и перекисного окисления липидов — антиокси-дантной защиты (ПОЛ-АОЗ) в разных возрастных группах.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Методами математического анализа оценено взаимодействие показателей клеточного, гуморального, фагоцитарного звена иммунитета и параметров систем пероксидации липидов и антиоксидантной защиты у 88 условно здоровых лиц зрелого, пожилого и старческого возраста. Обследуемые были разделены на возрастные группы согласно классификации Н.В. Нагорного (1963): зрелый возраст: 22—35 лет (мужчины), 21—35 лет (женщины); пожилой возраст: 61—74 года (мужчины), 56—74 (женщины); старческий возраст: 75 лет и старше. В категорию соматически здоровых лиц зрелого возраста были отнесены лица без указаний в анамнезе на обострение хронического воспалительного процесса, с отсутствием острых воспалительных процессов менее, чем за 4 недели до момента обследования. У лиц старших возрастных групп учитывали способность к самообслуживанию, физическую активность, сохранность сознания и отсутствие жалоб во время осмотра.
Фенотипирование клеток иммунной системы проводили с использованием моноклональных антител к молекулам CD3+, CD4+, CD8+, CD 16+, CD22+, CD25+, HLA-DR (Беларусь). Концентрацию Ig A, M, G в сыворотке крови определяли им-муноферментным методом с использованием наборов фирмы Вектор-Бест. Фагоцитарную активность нейтрофилов, фагоцитарный резерв, резерв фагоцитарного числа, динамику (суммарный процент завершающих стадий) и завершенность фагоцитоза определяли по Д.Н. Маянскому и соавт. (1988). Оценивали кислородзависимые механизмы бакте-рицидности нейтрофилов и резервные возможности нейтрофилов периферической крови по методу Park в модификации Е.В. Шмелева (1988) [11]. Содержание циркулирующих иммунных комплексов антиген-антитело (ЦИК) определяли методом M. Digeon, M.Y. Jover, J. Rizo в модификации П.В. Стручкова (1985) [10]. Измерялась оптическая плотность щелочного раствора ЦИК крупных (C3) и мелких (C4) размеров.
Исследование системы ПОЛ-АОЗ включало определение содержания малонового диальдегида в ге-молизате эритроцитов по образованию окрашенного комплекса с 2-тиобарбитуровой кислотой [7]. Интег-
ральный показатель антиоксидангнои активности определяли в плазме крови по величине торможения переокисления липидов в модельной системе желточных липопротеидов [9]. Определяли количество восстановленного глутатиона, активность глутатионре-дуктазы, глутатионпероксидазы и каталазы [13].
Оценка числа и характера связей (по Спирмену) параметров иммунной и прооксидантно-антиокси-дантной систем в группах проводилась с применением пакета прикладных программ <^ТАТ^Т1СА 6.0». Использовались только статистически достоверные связи (р < 0,05). Анализировалось количество связей с учетом их дифференциации на внутрисистемные (связи внутри каждой из систем) и межсистемные (корреляция систем), теснота корреляционных связей и направленность взаимодействий.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ результатов позволил выявить увеличение числа межсистемных связей на 33% от зрелого к пожилому возрасту и их снижение на 25% в старческом (все значения рассчитывались относительно зрелого возраста) (таблица). В зрелом возрасте преобладала прямая связь (62%), в пожилом и старческом — доминировала связь обратной направленности (83 и 66% соответственно). Сила связей возрастала по мере старения организма: в зрелом возрасте число связи сильной и средней силы составляло 25%, в пожилом — 58%, в старческом — 100% от всех корреляций в группах.
Количество внутрисистемных связей в системе ПОЛ-АОЗ возрастало в пожилом возрасте (на 33%) и значительно снижалось в старческом (на 66%). Направленность данных связей во всех возрастных группах была прямой, сила связей увеличивалась по мере старения организма. Количество взаимодействия параметров иммунной системы уменьшалось в старших возрастных группах (на 17% в пожилом и на 21% — в старческом возрасте). Сила связей увеличивалась по мере старения организма: в зрелом возрасте число связей сильных и средней силы составляло 65%, в пожилом — 73%, в старческом — 100%. В зрелом возрасте преобладала положительная взаимосвязь (60%), по мере старения организма содержание прямой и обратной корреляции становилось равным.
Общее количество внутри- и межсистемных взаимосвязей от зрелого к старческому возрасту
снижалось на треть, при увеличении числа взаимосвязей на уровне сильной и средней связи от 52 до 100%. Аналогичная тенденция прослеживалась как для внутрисистемных, так и для межсистемных связей. У лиц зрелого возраста преобладала доля прямых связей (64%), в старших возрастных группах взаимосвязь была преимущественно обратной (57% в пожилом и 52% — в старческом возрасте).
Аналитическая оценка взаимосвязей выявила изменение их количества, силы и направленности по мере старения организма, что свидетельствует об изменении функционирования изучаемых систем с возрастом.
В пожилом возрасте происходит усложнение структурно-функционального взаимодействия, что соответствует первой фазе адаптационных изменений: возрастание количества межсистемных корреляций и тесноты межсистемных и внутрисистемных связей. Для иммунной системы были характерны небольшой прирост тесноты связей и незначительное снижение их количества при увеличении числа связей в системе ПОЛ-АОЗ. Эти результаты свидетельствуют о возрастающей роли прооксидантных процессов в формиро-
вании приспособительных реакций в пожилом возрасте.
Для старческого возраста характерно увеличение экономичности функционирования организма: снижение общего количества внутрисистемных (особенно связей прооксидантной-антиокси-дантной системы) и межсистемных коопераций. Подобные изменения позволяют повысить степень свободы исследуемых систем. Однако наблюдаемое увеличение силы связей в межсистемной и внутрисистемной интеграции у лиц старческого возраста свидетельствует о функционировании организма с высокой степенью напряжения и включении адаптационно-компенсаторных реакций.
Интересная возрастзависимая тенденция наблюдается в отношении удельного веса отрицательных и положительных связей. Внутрисистемное взаимодействие в зрелом возрасте характеризуется преобладанием положительных связей над отрицательными и с возрастом их соотношение значительно не меняется. В то же время доля межсистемного взаимодействия отрицательной направленности по мере старения увеличивается. Это свидетельствует о том, что
Характеристика значимых внутрисистемных и межсистемных взаимосвязей иммунной и прооксидантно-антиоксидантной систем в группах
Возраст
Вид взаимосвязей Уровень связи зрелый ^ = = 30) пожилой ^ = 30) старческий ^ = 28)
п п+ п— п п+ п— п п+ п—
Внутрисистемные связи Сильный 0 0 0 1 1 0 1 1 0
(система ПОЛ-АОЗ) Средний 1 1 0 3 3 0 0 0 0
Слабый 2 2 0 0 0 0 0 0 0
Всего 3 3 0 4 4 0 1 1 0
Внутрисистемные связи Сильный 1 0 1 1 1 0 12 6 6
(иммунная система) Средний 14 7 7 13 4 9 6 3 3
Слабый 8 7 1 5 4 1 0 0 0
Всего 23 14 9 19 9 10 18 9 9
Межсистемные связи Сильный 0 0 0 0 0 0 5 1 4
(ПОЛ-АОЗ/иммунная система) Средний 2 0 2 7 1 6 1 1 0
Слабый 6 5 1 5 1 4 0 0 0
Всего 8 5 3 12 2 10 6 2 4
Общее количество меж- Сильный 1 0 1 2 2 0 18 8 10
и внутрисистемных взаимосвязей Средний 17 8 9 23 8 15 7 4 3
Слабый 16 14 2 10 5 5 0 0 0
Всего 34 22 12 35 15 20 25 12 13
Примечание. N — число обследованных лиц; п — число связей; (п+) — количество прямой связи; (п—) — количество обратной связи.
возрастобусловленная перестройка у здоровых людей в первую очередь направлена на стабилизацию интеграции систем, осуществляющих элиминацию патологического влияния внешне-средовых воздействий и нарушений в работе организма. В старческом возрасте снижается компенсаторный резерв, что не позволяет в полной мере регулировать его.
ВЫВОДЫ
Таким образом, согласованное функционирование гомеостатических систем определяет степень устойчивости организма к повреждающему воздействию патогенных факторов, которая снижается по мере старения организма. Наиболее тесная интеграция систем иммунитета и ПОЛ-АОЗ начинается в пожилом возрасте, что, очевидно, связано с компенсаторной реакцией на начало возрастзависимого снижения функций данных систем, ослабляющих иммуноре-зистентность. Наши данные соответствуют выводам современных геронтологических исследований: именно пожилой возраст является периодом наибольшего риска в онтогенезе человека [4,6,8,12].
ЛИТЕРАТУРА
1. Виткина Т.И. и др. Оценка нарушений межсистемной кооперации при экспериментальной дислипидемии и способы их коррекции // Вестник новых медицинских технологий. 2008. Т. 15. № 1. С. 11-13.
2. Дмитриева Н.В., Глазачев О.С. Индивидуальное здоровье и полипараметрическая диагностика функциональных состояний организма. М.: Горизонт. 2000. 214 с.
3. Иванов Е.М., Исаченко Е.Г., Калинина Е.П. Нарушение межсистемных взаимодействий при хроническом воспалительном процессе // Медицинская иммунология. 2007. № 6. С. 581-588.
4. Крутько В.Н. и др. Возрастные изменения системных свойств организма человека. В кн.: Информатика здоровья и долголетия. Труды ИСА РАН. Т. 19. М.: КомКнига, 2006. С. 33-49.
5. Крутько В.Н., Донцов В.И. Системные механизмы и модели старения. М.: Издательство ЛКИ, 2008. 336 с.
6. Новосельцев В.Н., Мальцев А.И. Математическое моделирование и старение: программа научных исследований // Успехи геронтологии. 2009. Т. 22. № 1. С. 117-128.
7. Карпищенко А.И. Медицинские лабораторные технологии и диагностика. Справочник. СПб.: Интермедика, 1999. 304 с.
8. Михальский А.И., Яшин А.Л. Старение и качество жизни. Геронтология in silico. М.: Бином, 2007. С. 483-505.
9. Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О. Оценка антиокислительной активности плазмы крови с применением желточных липопротеидов // Лаб. дело. 1988. № 5. С. 59-62.
10. Стручков П.В., Константинова Н.А., Лаврентьев В.В., Чучалин А. Г. Скрининг-тест для оценки патогенных свойств циркулирующих иммунных комплексов // Лаб. дело. 1985. № 7. С. 410-412.
11. Шмелев Е.В., Бумагина Г.К., Митеров П.П. Модификация метода Park // Лаб. дело. 1979. № 9. С. 13-15.
12. Ястребов А.П., Мещанинов В.Н. Старение, перекисное окисление липидов, биовозраст — принципы коррекции, возможности клеточных технологий // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2007. №1. С. 83- 90.
13. Mills I.C. The purification and properties of glutathione Peroxydase of erythrocytes // G. Biol. Chem. 1959. Vol. 234. № 3. P. 502-506.
Поступила 19.07.2013
