Последействия воздействия экстремальных факторов на особенности продукции цитокинов у ликвидаторов аварии на чернобыльской АЭС с сердечно-сосудистой патологией Сысоев, Кирилл Александрович

Введение к работе

'

Актуальность темы

Особенности поражения людей физическими, химическими и биологическими воздействиями при аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) и научные основы прогнозирования вероятного ущерба для здоровья лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии, являются актуальными до настоящего времени. Это во многом связано с тем, что последствия воздействия экстремальных факторов на организм человека проявляются в отдаленный период. Основным аспектом этой проблемы является определение роли указанных экстремальных воздействий в патогенезе наиболее часто встречающихся заболеваний.

Лица, принимавшие участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в 1986-87 годах ("ликвидаторы"; ЛПА) и подвергшиеся воздействию комплекса факторов радиационной аварии (КФРА), в том числе малых доз ионизирующей радиации, являются на протяжении более 12 лет объектом исследования врачей многих специальностей. Соматическая патология у ЛПА характеризуется разнообразием и включает заболевания сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, дыхательной, эндокринной и центральной нервной систем [Никифоров A.M., 1994]. Одно из ведущих мест по частоте встречаемости у ликвидаторов занимает патология сердечно-сосудистой системы. Во многом формирование соматической патологии определяется нарушениями системы иммунитета у ликвидаторов, обусловленными влиянием КФРА и в том числе малых доз ионизирующего излучения.

У ликвидаторов до настоящего времени наблюдается стойкое снижение популяции зрелых Т-лимфоцитов. Основой гипотезы нарушений в иммунной системе [Ярилин А-А., 1996] является предположение о трехэтапном развитии поражения тимус-зависимого звена иммунитета, включающего начальный этап в виде повышения под влиянием ионизирующего излучения уровня аутоантител, реагирующих с эпителиальными клетками тимуса, промежуточный этап - подавление этими аутоантителами секреции тимусных гормонов и конечный этап, характеризующийся нарушением функциональной активности и дефицитом Т-лимфоцитов вследствие недостаточного содержания гормонов тимуса в циркуляции. Таким образом, выявляемые изменения в Т-клеточном звене иммунитета в отдаленные сроки после аварии на ЧАЭС не связаны с прямым воздействием ионизирующей радиации на

иммунокомпетентные клетки [Ярилин А.А., 1997]; причиной этих нарушений является поражение микроокружения тимуса, в котором радиационное воздействие играет пусковую роль, следствием чего является нарушение происходящих в тимусе процессов позитивной и негативной селекции.

Как известно, Т-хелперы (Тх; С04⁺лимфоциты) делятся на субпопуляции, различающиеся по функциональным и фенотипическим признакам [Mossman T.R. et al., 1994]. Одним из главных различий этих субпопуляций является спектр . продуцируемых ими лимфокинов. Txl - регуляторы реакций клеточного иммунитета, проявляющие также свойства эффекторов, продуцируют интерферон-у (ИФН-у), интерлейкин-2 (ИЛ-2), фактор некроза опухоли-ос (ФНО-а). Тх-2, осуществляющие регуляцию антителогенеза, продуцируют интерлейкин-4 (ИЛ-4), интерлейкин-5 (ИЛ-5),интерлейкин-б (ИЛ-6), интерлейкин-10 (ИЛ-10) [Mossman T.R. et al., 1994]. В отдаленные сроки после действия КФРА и в том числе ионизирующего излучения более выражен дефицит Txl, так как их развитие в большей степени зависит от микроокружения тимоцитов, страдающего в поздние сроки после аварии на ЧАЭС.

Цитокины - медиаторы межклеточного взаимодействия - высокоактивные биологические вещества пептидной природы, основными клетками-продуцентами которых являются моноциты/макрофаги и Т-лимфоциты [Кетлинский С.А., Калинина Н.М., 1998]. Обладая широким спектром биологических активностей, цитокины способны оказывать влияние на собственную продукцию (аутокринная регуляция), продукцию других цитокинов я на клетки-мишени иммунной системы. Так, ИЛ-ір индуцирует синтез другик цитокиков - ИЛ-6 [ШпагеНо С.А., 1996], колониестимулирующих факторов (КСФ) и хемокинов (в частности ИЛ-8) [Oppenheim J.J. and Gery I., 1993], является фактором переключения с Txl ответа на Тх2 ответ, усиливает продукцию цитокинов моноцитами [Manetti R. et al, 1994 ], блокирует апоптоз нейтрофилов [Colotta F. et al., 1992].

ФНО-а является антагонистом ИЛ-4 [Hart Р.Н. et al., 1989], может индуцировать некроз и апоптоз клеток [Grooten J. et al., 1993], стимулирует дифференцировку клеток моноцитарного ряда [Peetre С. et al., 1986], синтез и продукцию ИЛ-1р, ИЛ-б, ИЛ-8 [Beyaert R. and Fiers W., 1998] . В малых дозах ФНО-а обладает митогенным эффектом, в больших дозах вызывает цитотоксический эффект в отношении лимфоцитов [Higuchi M.etal., 1990].

ИЛ-б является дифференцировочным фактором для В-лимфоцитов [Muraguchi A. et al., 1988]. Развитие циготоксических лимфоцитов и их предшественников опосредуется ИЛ-б [Luger Т.А. et al. 1989]. ИЛ-б усиливает ответ на антиген В-лимфоцитов, CD4⁴-, СВ8⁺-лимфоцитов и NK-клеток (Van Snick J., 1990]. В действии ИЛ-б на пролиферацию Т-лимфоцитов наблюдается синергизм с ИЛ-1 [Houssiau F. et al. 1988]. Продукция ИЛ-б усиливается ИЛ-ф и ФНО-а [Richards CD., 1998]. ИЛ-4 оказывает ингибирующее действие на продукцию ИЛ-6 [Donnely R.P. et al., 1993].

ИЛ-8 ингибирует продукцию ИЛ-4 и IgE, пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов [Kimata Н. et al., 1995]. Ш7-8 стимулирует выход функциональных гемопоэтических предшественников из костного мозга в периферический кровоток [LaterveerL. et al., 1996].

Цигокины оказывают влияние на клетки-мишени не только иммунной системы, но и других органов и систем. В связи с этим в литературе обсуждается роль цитокинов в формировании сердечно-сосудистой патологии. G.N.Dalekos и соавт. [1997] отмечена положительная корреляция между уровнем ИЛ-1(5 и уровнем артериального давления у больных эссенциальной пшертензией. C.A.Dinarello [1994] установлено, что влияние ИЛ-1 JJ на уровень артериального давления проявляется через стимулирующее воздействие на продукцию гормонов и медиаторов гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы. По данным G.K.Hansson и соавт. [1989] активированные Т-лимфоциты в атеросклеротических бляшках продуцируют ИЛ-4. S.K.Clinton и соавт. [1992] установлено, что цитокины стимулируют пролиферацию васкулярных миоцитов. Также показано, что ИЛ-ір и ФНО-а оказывают супрессирующее влияние на сократительную способность миокарда [Hosenpud J.D. et al., 1989; Finkel M.S. et al., 1992]. Механизмом этого воздействия является индукция провоспалительными цигокинами активных форм кислорода, в свою очередь подавляющих сократительную способность миокарда [ChandrasekarB. et al., 1997].

В литературе представлены единичные данные о нарушениях в цитокиновом звене иммунитета при экстремальном воздействии КФРА, в том числе малых доз ионизирующего излучения. Изменения продукции цитокинов у ликвидаторов в отдаленный период также описаны недостатоточно полно, кроме того отсутствуют данные о роли этих изменений в формировании соматической патологии.

В связи с вышеизложенным была поставлена цель исследования :

выявить особенности продукции цитокинов у лиц, подвергшихся экстремальным воздействиям при ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, и определить вклад нарушений в цитокиновом звене иммунитета в формировании патологии сердечнососудистой системы. .

В связи с поставленной целью были сформулированы задачи исследования:

1. Изучить особенности продукции цитокинов (ИЛ-1 р, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8,
ФНО-а) мононуклеарами периферической крови ЛПА на ЧАЭС с заболеваниями

. сердечно-сосудистой системы.

1. Изучить продукцию вышеперечисленных цитокинов у пациентов с патологией сердечно-сосудистой системы, не имевших экстремальных воздействий КФРА в анамнезе.

2. Провести сопоставление между уровнем продукции медиаторов иммунитета и количеством клеток-мишеней и клеток-продуцентов цитокинов в периферической крови.

3. Для доказательства особенностей формирования патологии сердечно-сосудистой системы в группе ЛПА на ЧАЭС сравнить данные, полученные у ликвидаторов с данными пациентов без экстремальных воздействий КФРА в анамнезе.

Научная новизна.

1. Впервые охарактеризованы особенности продукции цитокинов (ИЛ-ір, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-а) клетками периферической крови лиц, подвергшихся экстремальному воздействию КФРА, в том числе малых доз ионизирующего излучения.

2. Определены различия в продукции цитокинов клетками периферической крови ликвидаторов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и пациентов с аналогичной патологией, не подвергавшихся экстремальным воздействиям КФРА.

3. Научно обоснованы механизмы участия цитокинов в формировании патологии сердечно-сосудистой системы у пациентов, в том числе у ликвидаторов.

Практическая значимость результатов работы

Выявленные нарушения продукции ИЛ-ір, ИЛ-б, ИЛ-8, ФНО-а у ЛПА позволят на доклинической стадии ИВС выделить группы повышенного риска возникновения заболевания для диспансерного наблюдения. Включение исследований цитокинов (ИЛ-ір, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-а) в лабораторный мониторинг ЛПА, больных сердечно-

сосудистыми заболеваниями, позволит оценивать эффективность патогенетической терапии. Результаты комплексного изучения цитокинов позволяют расширить представления о патогенезе заболеваний сердечно-сосудистой системы. Положения, выносимые на защиту

4. Воздействие экстремальных факторов на участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС является причиной изменений в цитокиновом звене иммунитета.

5. Особенности иммунных механизмов формирования заболеваний сердечнососудистой системы ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС характеризуются достоверным повышением спонтанной продукции ФНО-а in vitro, повышением ФНО-а и ИЛ-4 в циркулирующей крови при отсутствии повышения ИЛ-8.

6. Изменения в цитокиновом звене иммунитета у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС, играющие патогенетическую роль в формировании заболеваний сердечнососудистой системы, возникают на доклинической стадии и участвуют в формировании клинической симптоматики.

Апробация работы. Результаты исследования обсуждались на II совместном съезде ICS (International Cytokine Society) и ISICR (International Society Interferon and Cytokine Research), Иерусалим (1998), на 1-ой медико-биологической конференции молодых ученых Санкт- Петербурга (1998), на второй международной научной конференции "Дни иммунологии в Санкт-Петербурге' 98" (1998), на международной конференции "СПИД, рак и родственные проблемы", Санкт-Петербург (1998).

Публикации,, По теме диссертации опубликовано б научных работ.

Объем и структура диссертации. Настоящая работа изложена на ПО