Последствия малой дозы радиации на уровень провоспалительных цитокинов и состояния лимфоидных органов иммуногенеза у потомков 1 поколения

В работе исследовано влияние малой дозы гамма-радиации в отдаленном периоде на профиль провоспалительных цитокинов и лимфоидные органы иммуногенеза у потомков 1 поколения. Установлено, что миграция лимфоидных клеток при действии малой дозы гамма-излучения у потомков 1 поколения происходит с костного мозга, тимуса и селезенки в лимфатические узлы тонкого кишечника, в периферической крови повышается количество ИЛ-6 и снижается содержание INF-y.

В плане изучения иммунных факторов в регуляции гомеостаза заслуживают внимания цитокины. Продукция цитокинов является частью клеточного ответа, связанного с рапознаванием иммунокомпе-тентными клетками сходных структурных компонентов различных патогенов. Поражение сопровождается разнонаправленными изменениями цитокинового профиля крови. Уменьшение концентрации цитокинов приводило к нарушению взаимосвязи между иммунным статусом или к смещению баланса между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами в биологических средах [1,2]. Экспериментальные исследования свидетельствуют о специфике изменений цитокинового профиля у крыс при облучении [3]. Результаты наших исследований дополнят имеющиеся данные о взаимосвязи между иммунным статусом и цитокиновым профилем при действии малой дозы в отдаленном периоде. Однако вклад отдельных иммуномодулирующих цитокинов в регуляции иммунного ответа млекопитающих при облучении остается неясным.

Также актуальной проблемой остаются эффекты малой дозы радиации на лимфоидные органы иммуногенеза в отдаленном периоде, в частности, у облученных и их потомков 1 поколения

Цель нашего исследования - выявить последствия малой дозы гамма-радиации в отдаленном периоде на профиль провоспалительных цитокинов и лимфоидные органы иммуногенеза у потомков 1 поколения.

Материал и методы исследования

Для решения поставленной цели нами были выполнены 3 серий опытов на 50 белых беспородных половозрелых крысах. 1 серия - интактные (n=15), 2-я серия - облученные + отдаленный период ((n=20), 3-я серия - (n=15) потомки 1 поколения от облученных животных. Подопытных животных 2- серии подвергли общему облучению на радиотерапевтической установке «Луч-1» мощностью 125 Р в час гамма-лучами ⁶⁰Со в дозе 0,2 Гр. Во время облучения животные находились в специально сконструированной камере из органического стекла, с изолированными ячейками для отдельных животных.

У всех животных в костном мозге изучали количество лимфоидных клеток, в тимусе, селезенке и лимфатических узлах тонкого кишечника определяли массу, лимфоидный индекс и число лимфоидных клеток. Клеточные суспензии готовили из костного мозга, тимуса, селезенки и лимфатических узлов тонкого кишечника подопытных животных. Осуществляли подсчет кариоцитов и определяли их жизнеспособность. Количество тимоцитов, лимфоидных клеток в костном мозге, селезенке определяли по методике

О.И.Белоусовой и М.И.Федотовой (1983) [4]. Содержание клеток костного мозга исследовали в замкнутом пространстве по методике П.Д. Горизонтова с соавт. (1983)[5]. Определение лимфоидного индекса тимуса выnолнялaсь по методике Е. Д.Гольдберга и соавт. (1972)[6], а в лимфатических узлах тонкого кишечника - по методу Б.А. Жетписбаева (1995)[7].

Для определения отдаленных эффектов цитокиновый профиль у подопытных животных определяли через 3 месяца после воздействия ионизирующих гамма- излучений. В периферической крови у всех животных определяли уровень провоспалительных ферментов - ИЛ-2, ИЛ-6, TNF-а и INF-у. иммуноферментным методом на аппарате «Униплан» (Россия).

Полученные цифровые данные обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики [8].

Результаты исследования и обсуждение

Определенный интерес представляет цитокиновый профиль провоспалительных цитокинов в отдаленном периоде после воздействия малой дозы гамма-излучения. Влияние малой дозы гамма-радиации на цитокины провоспалительного действия в отдаленном периоде представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние малой дозы гамма-излучения на цитокиновый профиль в отдаленном периоде.

Результаты исследования показали, что под воздействием малой дозы гамма-излучения в отдаленном периоде в сыворотке крови имеется тенденция к снижению уровня ИЛ-2 и повышению содержания TNF-a. В сыворотке крови содержание ИЛ-6 достоверно возрастает в 1,94 раза, снижается концентрация INF-y в 1,43 раза.

Неоднозначность полученных результатов свидетельствует о том, что все цитокины полифункциональны, для них характерно значительное перекрывание функций. Цитокины могут усиливать или угнетать как синтез, так и функции друг друга [8].

В иммунной системе ИЛ-6 является стимулирующим фактором пролиферации В-лимфоцитов - стимулятором их терминальной дифференцировки в иммуноглобулин- секретирующие плазматические клетки. Он равномерно стимулирует выработку иммуноглобулинов всех классов. Действуя на зрелые Т- клетки, ИЛ-6 подготавливает их к реакции на ИЛ-2, усиливает вызываемую ИЛ-2 пролиферацию Т-клеток и дифференцировку цитотоксических Т-лимфоцитов, повышает действие INF-y на NK-клетки [9]. Уровень TNF-a в отдаленном периоде соответствовал контрольному показателю.

По данным литературы, источником INF-y служат опосредованные Т-лимфоциты. Среди Т-лимфоцитов продуцентами INF-y являются цитотоксические СД8+- клетки, так и хелперные СД4+-клетки, однако при дифференцировке последних на Th1- и Т112-клетки способность вырабатывать INF-y сохраняют только Th1- клетки [1,2].

INF-y снижает секреторную активность Тх2. В результате всех этих гуморальных взаимодействий INF-y усиливает развитие клеточного иммунитета и подавляет проявления гуморальных иммунных реакций [10].

Важнейшей функцией INF-y являются его участие в опосредованном взаимосвязей между лимфоцитами и макрофагами и в регуляции соотношения клеточной и гуморальной составляющих иммунного ответа. Следовательно, INF-y играет важную роль в иммунорегуляции, являясь ключевым цитокином клеточного иммунного ответа и ингибитором гуморального иммунного ответа [11]. При снижении уровня INF-y повышается секреторная активность Тх2. В результате всех этих гуморальных взаимодействий INF-y снижается развитие клеточного иммунитета и повышается проявления гуморальных иммунных реакций.

Таким образом, в отдаленном периоде после воздействия малой дозы гамма-излучения повышено содержание ИЛ-6 и снижена концентрация INF-y, что позволяет судить о напряжении в клеточном звене иммунитета.

Большинство лимфоцитов периферических органов иммунной системы не закрепляется в них постоянно, а через некоторое время покидает их в основном после контакта с антигеном, включаясь в рециркуляцию лимфоцитов. Практически все лимфоциты достигают всех систем органов, так, что ни один антиген не остается незамеченным.

Отсюда возникает вопрос о роли воздействия облучения в малых дозах гамма-радиации на лимфоидные органы в отдаленном периоде и у потомков 1 поколения.

В таблице 2 представлена динамика изменений состояния лимфоидных органов при воздействии малой дозы гамма- излучения в отдаленном периоде и их потомков 1 поколения.

В отдаленном периоде после воздействия малой дозы гамма-излучения в костном мозге достоверно увеличивается количество лимфоидных клеток в 3,75 раза. В тимусе отмечается достоверное снижение массы органа в 1,6 раза, количества лимфоидных клеток в 1,35 раза и повышение лимфоидного индекса.

Таблица 2 - Динамика изменений состояния лимфоидных органов при воздействии малой дозы гамма-излучения в отдаленном
периодах и у их потомков 1 поколения.

Примечание: * - достоверно к 1 группе, (P<0,05), ** - достоверно к 1 группе, (P<0,001), ^ - достоверно ко 2 группе (P<0,05); 1 - масса органа в мг, 2- лимфоидные клетки (10⁶), 3 - лимфоидный индекс, n - количество опытов

В селезенке в этот период отмечается тенденция повышения массы органа, снижения количества лимфоидных клеток и достоверное снижение лимфоидного индекса в 1,26 раза. В лимфоидных органах тонкого кишечника масса органа практически не меняется, но статистически достоверно снижены количество лимфоидных клеток в 1,8 раза и лимфоидный индекс в 1,9 раза.

У потомков 1 поколения после воздействия малой дозы гамма-излучения в тимусе происходит достоверное снижение числа лимфоидных клеток, тогда как масса и лимфоидный индекс существенного изменения не претерпевают. В лимфоузлах тонкого кишечника достоверно повышены, по отношению к контрольным показателям, количество лимфоидных клеток в 1,87 раза, масса - в 1,46 и лимфоидный индекс - в 15 раза. В костном мозге число лимфоидных клеток соответствует контрольным данным. В селезенке снижается количество лимфоидных клеток в 2,77 раза и лимфоидный индекс - 1,43 раза, со стороны массы значимых изменений не наблюдается.

По полученным данным можно предположить, что миграция лимфоидных клеток при действии малой дозы гамма- излучения у потомков 1 поколения происходит с костного мозга, тимуса и селезенки в лимфатические узлы тонкого кишечника.

Эти результаты являются одними из проявлений отдаленных последствий неспецифической иммунной реакции организма на воздействие гамма-излучения в малой дозе [12].

Нормализация количества лейкоцитов и лимфоцитоз свидетельствует о миграции лимфоидных клеток в органах и тканях, а также специфического действия радиации на кроветворные ткани [12,13].

Таким образом, в отдаленном периоде после воздействия малой дозы гамма-излучения в периферической крови повышается количество ИЛ-6 и снижается содержание INF- y.

Возможно, что механизмы развития стресс-реакции зависят от адаптации и недостаточности физиологических мер защиты организма. Нормализация костномозгового кроветворения и увеличение лимфоидных клеток в селезенке и снижение числа лимфоидных клеток в лимфатических узлах тонкого кишечника расширят адаптационные возможности организма, что позволит повысить резистентность организма к радиационным факторам .

Выводы: в периферической крови повышается количество ИЛ-6 и снижается содержание INF-y. Миграция лимфоидных клеток при действии малой дозы гамма- излучения у потомков 1 поколения происходит с костного мозга, тимуса и селезенки в лимфатические узлы тонкого кишечника.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шортанбаев А.А., Кожанова С.В. Общая иммунология. - Алматы: 2008. - 469 с.
2. Ярилин А.А., Иммунология. - М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2010. - 749 с.
3. Аргымбекова А.С. Коррекция фитосубстанциями иммунологических и обменных процессов при радиационном поражении организма: дис. ... д-р мед. наук - Астана, 2009. - 43 с.
4. Белоусова О.И., Федотова М.И. Сравнительные данные об изменении количества лимфоцитов селезенки, зобной железы и костного мозга в ранние сроки после облучения в широком диапазоне доз // Радиобиология - радиотерапия. - 1968. - Т.9. - №3. - С. 309-313.
5. Горизонтов П.Д., Белоусова О.М., Федотова М.И. Стресс и система крови. - М.: Медицина, 1983. - 240 с.
6. Гольдберг Е.Д., Штенберг И.Б., Михайлова Т.Н., Шубина Т.С. Состояние лимфоидной ткани при введении животным рубомицина // Пат. физиол. -1972. -№6. - С.67-68.
7. Жетписбаев Б.А. Способ определения лимфоидного индекса в лимфоузлах при стрессе // Информ. лист Семипалатинского ЦНТИ. - 1995. - №68. - С. 95-98.
8. Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Пат. физиол. и эксперим. Терапия. - 1961. - №1. - С.71-76.
9. Lukaszewicz M, Mroczko B, Szmitkowski M. Pol. Arch. Med. Wewn. - 2007. - Vol. 117. -№ 5-6. - P.247-251.
10. Arc P.C., Troutt A.B., Clark D.A. Soluble receptors, neutralizing THF-a and IL-1 block stress triggered murine abortum // Am. J. Repord Immunol. - 1997. - Vol.37. - N3. - Р. 262-266.
11. Blaschitz A., Hutter H., Dohr G. HLA Class J protein expression in the human plazenta // Early Pregnansy. - 2001. -Vol.5. - N1.-P.67-69.
12. Ильдербаев О.З. Реактивтілігі (ү-сәулелері әсерінен) өзгерген организмнің цемент және асбест шандарына адаптациясының иммунитеттік және биохимиялық механизмдері: дис. ... д-р мед. наук - Астана, 2009. - 46с.
13. Жетписбаев Г.А. Изменения функционального состояния иммунной системы при действии ионизирующего излучения на организм и способы ее коррекции: дис. ... д-р мед. наук - Алматы, 2006. - 36 с.