ПОСЛЕДСТВИЯ МАЛОЙ ДОЗЫ РАДИАЦИИ НА УРОВЕНЬ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ И СОСТОЯНИЯ ЛИМФОИДНЫХ ОРГАНОВ ИММУНОГЕНЕЗА У ПОТОМКОВ 1 ПОКОЛЕНИЯ

02 Dec 2014

УДК 61. 616-092.19-616.418.8]. 614.876

 

Б.А. Жетписбаев¹, М.К. Балабекова², А.Ш. Кыдырмолдина¹, А.С. Оразалина¹

¹ГМУ г. Семей и КазГЮИУ, Семей

²КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова, кафедра патофизиологии, Алматы

 

 

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. 

Ключевые слова: малая доза гамма-излучения, потомки 1 поколения, лимфоидные клетки, ИЛ-6 и 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 измене-ниями 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 выполнялaсь 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.

Показатели	Интактные (n=10)	Облученные (3 месяца) (n=30)
Ил-2 пг/мл	59,3+3,7	49,1+4,1
Ил-6 пг/мл	29,6+2,1	57,7+7,0*
TNFa пг/мл	61,7+3,1	69,3+4,2
INFy пг/мл	14,1+1,5	9,8+1,4*
Примечание: * — достоверно к интактному (P<0,05), **-P<0,01; n – количество опытов

 

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 Th2-клетки способность вырабатывать INF-y сохраняют только Тh1-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.

Объекты исследования	Пока затели	Серии опытов
		1.интактные (n=15)	2.облученные  (n=12)	1 потомки (n=15)
Тимус	1	0,32±0,020	0,20±0,030*	0,25±0,04
	2	9,2±0,28	6,8±0,04**	3,2±0,80*^
	3	0,18±0,012	1,3±0,06*	0,14±0,05^
Лимфоузлы тонкого кишечника	1	0,15±0,021	0,20±0,06	0,22±0,022*
	2	0,72±0,031	0,40±0,06*	1,35±0,11*^
	3	0,08± 0,002	0,5±0,06**	1,22±0,05*^
Костный мозг	2	0,16±0,041	0,6±0,02*	0,15±0,016^
Селезенка	1	0,70±0,074	0,80±0,011*	0,55±0,08^
	2	2,5±0,39	2,2±0,10	0,9±0,13*^
	3	4,3±0,24	3,3±0,02*	3,0±0,11**
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 мигpации лимфоидных клеток в оpганах и тканях, а также специфического действия  pадиации на кpоветвоpные 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

• Шортанбаев А.А., Кожанова С.В. Общая иммунология. — Алматы: 2008. — 469 с.
• Ярилин А.А., Иммунология. — М.: «ГЭОТАР-Медиа», – 749 с.
• Аргымбекова А.С. Коррекция фитосубстанциями иммунологических и обменных процессов при радиационном поражении организма: дис. … д-р мед. наук — Астана, 2009. — 43 с.
• 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. – — Т.9. — №3. – С. 309-313.
• Горизонтов П.Д., Белоусова О.М., Федотова М.И. Стресс и система крови. — М.: Медицина, 1983. — 240 с.
• 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.
• Жетписбаев Б.А. Способ определения лимфоидного индекса в лимфоузлах при стрессе // Информ. лист Семипалатинского ЦНТИ. – 1995. — №68. – С. 95-98.
• Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Пат. физиол. и эксперим. Терапия. – 1961. — №1. — С.71-76.
• Lukaszewicz M, Mroczko B, Szmitkowski M. Arch. Med. Wewn. — 2007. — Vol. 117. -№ 5-6. — P.247-251.
• Arc P.C., Troutt A.B., Clark D.A. Soluble receptors, neutralizing THF-a and IL-1 block stress triggered murine abortum // J. Repord Immunol. – 1997. — Vol.37. — N3. – Р. 262-266.
• Blaschitz A., Hutter H., Dohr G. HLA Class J protein expression in the human plazenta // Early Pregnansy. – 2001. –Vol.5. —P.67-69.
• 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.
• 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.

 

 

 

Б.А. Жетписбаев, М.К. Балабекова, А.Ш. Кыдырмолдина, А.С. Оразалина

1 ҰРПАҚ ТҰҚЫМДАРЫНДА РАДИАЦИЯНЫҢ АЗ ДОЗАСЫНЫҢ ҚАБЫНУ ЦИТОКИНДЕРІНІҢ ДЕҢГЕЙІНЕ ЖӘНЕ ИММУНДЫҚ ДАМУ  АҒЗАЛАРЫНЫҢ ЖАҒДАЙЛАРЫНА ӘСЕР ЕТУ САЛДАРЫ

 

Түйін: Жұмыста 1 ұрпақ тұқымдарындағы қабыну цитокиндері мен иммундық даму ағзаларының деңгейіне алыстатылған кезеңде гамма-радиацияның аз дозасының әсеғрі зерттелді. 1 ұрпақ тұқымдарына гамма-сәулелердің аз дозасымен әсер еткенде лимфоидты жасушалардың миграциясы сүйек миынан, айырша безден және көкбауырдан аш ішектің лимфа түйіндеріне жүретіні, шеткері қанда ИЛ-6 мөлшері жоғарылайтыны және  INF-y мөлшері төмендейтіні анықталды.

Түйінді сөздер: гамма-сәулелердің аз дозасы, 1 ұрпақ тұқымдары, лимфоидты жасушалар, ИЛ-6 және INF-y.

 

 

 

B.A. Zhetpisbayev, M.K. Balabekova, A.Sh. Kydyrmoldina, A.S. Orazalina

ЕFFECTS OF LOW DOSE RADIATION ON LEVEL PROINFLAMMATORY CYTOKINES AND LYMPHOID ORGANS IMMUNOGENESIS STATE IN OFFSPRING 1 GENERATION

Resume:The influence oflowdosesof gammaradiationin the long termon theprofileof proinflammatory cytokines andlymphoid organsimmunogenesisin the offspringgeneration 1. It has been establishedthat the migrationof lymphoidcells undera low doseof gamma radiationin the offspringgeneration occursfromonebone marrow, thymus, spleenandlymphnodesof the small intestine, peripheral bloodincreases the amount ofIL-6 content decreasesINF-y.

Keywords: small dose of gamma radiation, the descendants of generation 1, lymphoid cells, IL-6 and INF-y.