Состояние цитокинового профиля и лимфоидные органы иммуногенеза у потомков 1 поколения, подвергнутого фракционированной дозе гамма-радиации

В работе исследовано состояние цитокинового профиля и лимфоидных органов иммуногенеза у потомков 1 поколения. Установлено, что у потомков 1 поколения отдаленный эффект фракционированной дозы гамма-радиации вызывает миграцию лимфоидных клеток в сторону селезенки, лимфатических узлов тонкого кишечника и костного мозга. Отмечается структурное повреждение тимуса. В сыворотке крови снижены содержания TNF-a и INF-y.

В настоящее время цитокины выделены в новую самостоятельную систему регуляции основных функции организма, связанную с поддержанием гомеостаза в норме и при патологических процессах. Важными участниками и связывающими звеньями иммунитета, гемостаза и неспецифической резистентности при любой патологии считают цитокины [1].

Про- и воспалительные цитокины контролируют процессы воспаления. Так цитокины ИЛ-4 и ФНО-у регулируют амплитуду и продолжительность воспалительного и иммунного ответов, участвуют в регуляции специфического иммунного ответа [1,2], активно вовлекаются в формирование и регуляцию защитных реакций, играют важную роль в процессах адаптации [3].

Дезорганизация функции иммунной системы, потеря контроля над инкрецией цитокинов и прочих факторов воспаления приводят к тому, что последние вместо ограничения зоны поражения и реализации защитных программ начинают оказывать деструктивное и повреждающее действие на ткани не только в очаге альтерации, но и в других органах [4].

Большой объем клинических и экспериментальных исследований был уделен проблемам высокой дозы ионизирующей радиации. Показано, что высокие дозы излучения могут разрушать не только клетки, но и повреждать ткани и органы, приводя, в конечном итоге, к гибели целого организма [5,6]. В то же время по данным литературы, недостаточно изученным остается влияние фракционированного гамма излучения на иммунологическую реактивность организма в отдаленном периоде и у их потомков 1 поколения [7-9]. Вышеизложенное и определило цель нашего исследования - изучение состояния цитокинового профиля и лимфоидных органов иммуногенеза у потомков 1 поколения.

Материал и методы исследования

Для решения поставленной цели нами были выполнены 3 серий опытов на 45 белых беспородных половозрелых крысах. 1 серия - интактные (n=15), 2-я серия - облученные + отдаленный период (n=15), 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, фракционированное воздействие гамма-радиацией по 2 ГР х 3 раза в течение трех недель. 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) [10]. Содержание клеток костного мозга исследовали в замкнутом пространстве по методике П.Д. Горизонтова с соавт. (1983)

1. . Определение лимфоидного индекса тимуса выnолнялaсь по методике Е. Д.Гольдберга и соавт. (1972)
2. , а в лимфатических узлах тонкого кишечника - по методу Б.А. Жетписбаева (1995) [13].

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 [14].

Результаты и обсуждение

Нами изучено у потомков 1 поколения состояние лимфоидных органов иммуногенеза при фракционированного воздействии гамма-излучения. Результаты исследования отражены в таблице 1. Из таблицы видно, что в отдаленном периоде после фракционированного гамма-облучения в тимусе отмечаются изменения аналогичные, как и при ближайшем периоде; атрофия и снижение числа лимфоидных клеток, на постоянном уровне лимфоидный индекс.

В лимфатических узлах тонкого кишечника в отдаленном периоде после фракционированного гамма-облучения происходит нормализация массы, достоверно сниженными остаются количество лимфоидных клеток и лимфоидный индекс.

Таким образом, в лимфоидных органах- тимусе и лимфатических узлах тонкого кишечника при фракционированном гамма- облучении происходит снижение массы изучаемых органов и количества в них лимфоидных клеток, при этом лимфоидный индекс у облученных животных достоверно снижается только в лимфатических узлах тонкого кишечника.

Анализ полученных данных будет более объективным и полным после исследования клеточности костного мозга и селезенки, так как они имеют тесную связь с гуморальным звеном иммунитета.

Таблица 1- Состояние лимфоидных органов иммуногенеза у потомков 1 поколения после фракционириованного гамма-облучения

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 отдаленном периоде после фракционированного гамма- облучения значимых изменений в костном мозге не фиксируется, тогда как в селезенке отмечается нормализация числа лимфоидных клеток, массы и лимфоидного индекса.

У потомков 1 поколения после фракционированного гамма- излучения в тимусе количество лимфоидных клеток снижено в 2,87 раза, снижение числа лимфоидных клеток сочетается с уменьшением массы и лимфоидного индекса в 1,5 и 1,63 раза соответственно.

В костном мозге число лимфоидных клеток в 1,62 раза превышает контрольные данные. Превышение количества лимфоидных клеток, массы и лимфоидного индекса, в сравнении с контрольными, наблюдается в лимфатических узлах тонкого кишечника и селезенки.

У потомков 1 поколения отдаленный эффект фракционированной дозы гамма-радиации проявляется в увеличении массы и числа лимфоидных клеток в селезенки в 2,8 раза и 2,9 раза соответственно, что и отражается на лимфоидном индексе. Лимфоидный индекс селезенки у потомков 1 поколения достоверно превышал контрольный показатель.

По полученным данным можно предположить, что при фракционированном гамма-излучении миграция лимфоидных клеток оказывается в сторону селезенки, лимфатических узлов тонкого кишечника и костного мозга. Снижение массы тимуса, лимфоидного индекса и числа лимфоидных клеток свидетельствует о структурном повреждении тимуса.

Фракционированное гамма-излучение в отдаленном периоде не вызывает значимых изменений со стороны уровня ИЛ-2 и ИЛ-6 (таблица 2). В этот период достоверно снижены содержания TNF-a в 1,18 раза и INF-y в 1,38 раза.

Таблица 2 - Состояние провоспалительных цитокинов в отдаленном периоде после воздействия фракционированного гамма-
радиации.

Основными продуцентами ИЛ-2 являются активированные Тх1. Главное действие оказываемое на лимфоциты, является митогенный эффект, т.е. обеспечивает размножение лимфоцитов, стимулирует их дифференцировку: Тх1, Т- киллеров, NK-клеток и В-лимфоцитов, индуцируя синтез IgM и IgG[1]. В то же время 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 [15]. В условиях фракционированного воздействия данные цитокины адекватно выполняют свои функции. Низкое содержание TNF-a не оказывает угнетающего воздействия на лимфопоэз, поэтому свойствен радиозащитный эффект, реализуемый через систему кроветворения.

Нужно отметить, что продукция INF-y усиливается им самим, ИЛ-2 или лейкотриенами. Но этого не происходит, по-видимому, синтез INF-y подавляется ИЛ-10 [16]. Поэтому низкое содержание INF-y недостаточно вызывает его участия в опосредовании взаимосвязей между лимфоцитами и макрофагами и в регуляции соотношения клеточной и гуморальной составляющих иммунного ответа.

Таким, образом, провоспалительные цитокины в отдаленном периоде в условиях фракционированного

воздействия образуют систему близкодействующих факторов, тесно взаимосвязаны на уровне продукции осуществления активации клеток иммунной системы.

Выводы: в отдаленном периоде после фракционированного гамма-облучения отмечается атрофия тимуса и снижение количества лимфоидных клеток и лимфоидного индекса в лимфатических узлах тонкого кишечника.

У потомков 1 поколения отдаленный эффект фракционированной дозы гамма-радиации проявляется в увеличении массы и числа лимфоидных клеток в селезенке. Лимфоидный индекс селезенки у потомков 1 поколения достоверно превышал контрольный показатель.

Миграция лимфоидных клеток оказывается в сторону селезенки, лимфатических узлов тонкого кишечника и костного мозга. Снижение массы тимуса, лимфоидного индекса и числа лимфоидных клеток свидетельствует о структурном повреждении тимуса.

Фракционированное гамма-излучение в отдаленном периоде не вызывает значимых изменений со стороны уровня ИЛ-2 и ИЛ-6 . В этот период достоверно снижены содержания TNF-a и INF-y.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шортанбаев А.А., Кожанова С.В. Общая иммунология. - Алматы: 2008. - 469 с.
2. Турдибеков Х.И., Умарова А.А., Хаитова Н.М. и др Изучение сывороточного уровня иммунорегуляторных медиаторов при различных вариантах бронхиальной астмы с тяжелым течением. //Иммунология. - 2008. - №6. - С.354-356.
3. Кетлинский С.А., Симбирцев С.А. Цитокины. - СПб.: ООО «Издательство Фоллиант», 2008. - 211 с.
4. Шаповалов К.Г, Иванов В.А., Михайличенко М.И. и др. Содержание цитокинов в жидкости пузырей, крови и субпопуляции лимфоцитов при местной холодовой травме // Иммунология. - 2008. - №3. - С. 170-172.
5. Ильдербаев О.З. Реактивтілігі (ү-сәулелері әсерінен) өзгерген организмнің цемент және асбест шандарына адаптациясының иммунитеттік және биохимиялық механизмдері: дис. ... д-р мед. - Астана, 2009. - 46 с.
6. Жетписбаева Х.С. Иммунологические и биохимические механизмы адаптации, прогнозирование и коррекция постстрессорных нарушений: дис. ... д-р мед. Наук - Семей, 2009. - 34 с.
7. Жетписбаева Х.С., Ильдербаев О.З., Жетписбаев Б.А. Стресс и иммунная система. - Алматы: 2009. - 235 с.
8. Аклеев А.В., Овчарова Е.А. Иммунный статус людей, подвергшихся хроническому радиационному воздействию в отдаленные сроки // Мед.радиол. и радиац.безопасность. - 2007. - №3. - С. 5-9.
9. Танатова З.А., Распопина Н.И., Жетписбаев Б.А. Способы коррекции центральных лимфоидных органов при стрессорных состояниях //Мат. Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической физиологии». - Алматы: 2001. - С.343-345.
10. 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.
11. Горизонтов П.Д., Белоусова О.М., Федотова М.И. Стресс и система крови. - М.: Медицина, 1983. - 240 с.
12. 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.
13. Жетписбаев Б.А. Способ определения лимфоидного индекса в лимфоузлах при стрессе // Информ. лист Семипалатинского ЦНТИ. - 1995. - №68. - С. 11-15.
14. Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Пат. физиол. и эксперим. Терапия. - 1961. - №1. - С.71-76.
15. Ярилин А.А. Иммунология. - М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2010. - С. 749
16. Lukaszewicz M, Mroczko B, Szmitkowski M. // Pol. Arch. Med. Wewn. - 2007. - Vol. 117. - №5-6. - P.247-251.