Введение к работе
Актуальность темы. Кастрация - одна из самых распространенных операций в ветеринарной практике. Хирургическое удаление гонад также широко используется как метод в экспериментальных исследованиях для изучения иммунофизиологических механизмов действия половых стероидных гормонов. Известно влияние гонадэктомии (GE) на некоторые параметры иммунной системы. Установлено, что возрастная инволюция тимуса ускоряется во время полового созревания - период, когда резко возрастает уровень половых гормонов (Whitacre С.С., 2001; Ярилин А.А., 2003). В результате кастрации останавливается возрастная инволюция тимуса и наблюдается его гиперплазия (Sutherland J.S., 2005; Safadi F.F., 2000; Fitzpatrick F., 1991). В литературе имеются данные, свидетельствующие о половом диморфизме в иммунном ответе, который обусловлен половыми стероидными гормонами (Myers М., 1972; Кудаева О.Т., 2005). Так женские половые гормоны - эстрогены - обладают стимулирующим влиянием на гуморальный иммунный ответ. Повышенное антителообразование может сопровождаться появлением антител против собственных тканей организма. Тестостерон, напротив, угнетает гуморальный иммунный ответ, а значит, снижается риск проявления аутоиммунных реакций (Grossman ChJ., 1984; Olsen N.J., 2001). В литературе описано усиление антителообразования после кастрации у мышей, крыс (Ed-inger D.et al., 1972; Tartarcovsky В. et al., 1981; Ainbeder E. et al., 1968), хряков (Ефанова H.B., 2006). При этом антителообразование у кастрированных самцов становится более интенсивным, чем у самок (Edinger D.et al., 1972). Показано, что спонтанный и стимулированный синтез IgM, IgG, IgA клетками селезенки in vitro кастрированных мышей ire отличается от интактных, но клетки селезенки кастрированных животных синтезировали высокие уровни аутореактивных антител, антител против IgG (ревматоидный фактор) и тире-оглобулина (Viselli S.M. et al., 1995). Возникает вопрос - возрастает ли риск развития аутоиммунных реакций в организме при такой усиленной продукции антител и является ли этот «аутоиммунный компонент» одним из этиологических факторов, который приводит к увеличению частоты болезней нижних мочевыводящих путей вследствие орхидэктомии?
Известно, что хирургическое удаление гонад приводит к возникновению различных патологий, ухудшающих качество жизни животных, таких как ожирение (Fettman M.J. et al., 1997; Kanchuk M.L. et al. 2002; Nguyen P.G. et al., 2004), сахарный диабет (Hoeng M. et al., 2002; Kanchuk M.L. et al.,2002), гипотиреоидизм (Milne K.L. et al., 1981; Panciera D.L., 1994) и др. Твердо установлено, что гипогонадизм у мужчин (дефицит тестостерона), который приводит к нарушениям костно-кальциевого обмена, является одним из этиологических факторов камнеообразования в почках, а андрогенная терапия статистически значимо замедляет этот процесс (Александров В.П. и др., 2008). У животных разных видов также показано, что кастрация приводит к увеличению частоты болезней нижних мочевыводящих путей (Stubbs W. et al., 1996; Lekcharoensuk С. et al., 2001; Spain C.V. et al., 2002). Однако кон-
кретные механизмы развития патологии почек у кастрированных самцов, участие в этом аутоиммунных компонентов, воспаления изучены мало.
Одной из моделей аутоиммунных нарушений, активно используемых в экспериментальных работах, является модель на основе хронической реакции трансплантант против хозяина (РТПХ) в полуаллогенной системе DBA/2->(C57BL/6 х DBA/2)F1 (когда клетки селезенки одного из родителей, самок линии DBA/2, вводят внутривенно гибридам первого поколения) (Via C.S. et al., 1991). Несмотря на генетическую однородность реципиентов, при индукции хронической РПТХ в системе DBA/2-> (DBA/2 х C57B1/6)F1 было обнаружено, что реакция может идти по двум направлениям: у 50-60 % самок мышей развивается аутоиммунный гломерулонефрит на фоне супрессии клеточного и гуморального иммунитета, а у остальных мышей отсутствуют выраженные проявления поражения почек, и к тому же резко выраженная супрессия гуморального иммунного ответа не сочетается с супрессией клеточного ответа (Кудаева О.Т, 1993). Развитие иммунного ответа по клеточному или гуморальному типу связано с преимущественной активацией клонов Т-хелперов 1-го (ТЫ) или 2-го (Th2) типа, которые различаются по своей функции и по спектру экспрессируемых цитокинов. Тип аутоиммунного заболевания, обусловленный аутоантителами или аутореактивными Т-лимфоцитами, определяется преобладанием соответственно либо Th2- либо ТЫ- клеток (Козлов В.А.,1997).
Течение хронической РТПХ у самок может быть направлено по двум разным путям: с преобладающим влиянием Th2- клеток (группа lupus, в которой развивается иммунокомплексный гломерулонефрит) или ТЫ-клеток (группа nonlupus без развития нефрита) (Кудаева О.Т., 1993). Иммунопатологическое состояние, возникающие в результате индукции РТПХ, хорошо изучено и описано на самках и практически нет данных о возможности индукции этого состояния на самцах.
Цель исследования. Охарактеризовать влияние кастрации на параметры гуморального и клеточного иммунного ответа в динамике у интактных мышей гибридов F1 и частоту развития аутоиммунного расстройства в экспериментальной модели.
Задачи исследования
Изучить влияние кастрации на массу и количество ядросодержащих клеток тимуса и селезенки у самцов гибридов B6D2F1.
Изучить выраженность реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) у кастрированных животных.
Исследовать влияние кастрации на количество антителообразующих клеток селезенки (IgM-AOK и IgG-AOK) во время первичного и вторичного гуморального иммунного ответа на Т-зависимый антиген.
Изучить влияние кастрации на частоту развития люпус-нефрита у животных в разные сроки относительно индукции хронической РТПХ.
5. Определить влияние мурамилдипептида (MDP) на частоту развития
люпус-нефрита у кастрированных животных после индукции хроничекой
РТПХ.
6. Исследовать уровень IgE и тестостерона в сыворотке крови у интакт
ных кастрированных самцов и кастрированных самцов с хронической РТПХ.
Научная новизна работы
Впервые получены данные по усилению интенсивности гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) у кастрированных самцов B6D2F1. Отмечено повышение ГЗТ у мышей в разные сроки после проведения кастрации.
Впервые выявлено повышение иммуноглобулина класса Е в сыворотке крови интактных кастрированных самцов B6D2F1 через 5 и 12 недель после проведения операции и кастрированных самцов B6D2F1 с ТЬ2-вариантом течения хронической РТПХ.
Впервые показаны различия в содержании тестостерона в сыворотке крови у самцов с ТЫ- и Th2- вариантами течения хронической РТПХ в системе DBA/2->(C57BL/6 х DBA/2)F1. Выявлено, что развитие иммуноком-плексного гломерулонефрита у интактных самцов после индукции РТПХ приводит к резкому снижению тестостерона в сыворотке крови.
Впервые показано, что кастрация самцов приводит к уменьшению числа животных lupus в экспериментальной модели, и баланс Thl/Th2 клеток у оперированных самцов сдвигается в сторону ТЫ, т.е. преобладания числа животных nonlupus. Установлена возможность модуляции течения хронической РТПХ у кастрированных животных под действием препарата, изменяющего соотношение Thl/Th2 в момент индукции реакции у самцов B6D2F1. Введение мурамилдипептида (MDP) приводит к увеличению числа мышей lupus с аутоиммунным гломерулонефритом.
Научная и практическая значимость работы
Полученные данные представляют дополнительный материал для понимания механизмов иммунореактивности у кастрированных самцов. Показано, что кастрация приводит к усилению интенсивности специфического первичного и вторичного гуморального и клеточного иммунного ответа у интактных самцов гибридов B6D2F1. Кастрация самцов B6D2F1 до или после индукции аутоиммунного расстройства снижает риск развития аутоиммунных реакций в организме, обусловленных аутоантителами. Однако введение кастрированным самцам B6D2F1 бактериального антигена (мурамилдипептида), который вызывает поликлональную активацию В-клеток и усиливает стимулирующее влияние ИЛ-4 на активированные В-лимфоциты, в момент индукции аутоиммунного заболевания увеличивает риск развития аутоиммунных реакций - число случаев иммунокомплексного гломерулонефрита возрастает. Эти данные позволяют рекомендовать проводить профилактику бактериальных инфекций мочевыводящих путей и ограничение использова-
ния иммуностимуляторов поликлонального действия у кастрированных самцов, как факторов провоцирующих поражение почек.
Положения, выносимые на защиту:
Кастрация стимулирует гуморальный и клеточный иммунный ответ у самцов мышей B6D2F1, максимальная стимуляция отмечается с пятой недели после операции.
Индукция хронической РТПХ в системе аллогенного переноса у интактных самцов B6D2F1 приводит к формированию преимущественно Тп2-зависимого иммунопатологического состояния, у кастрированных самцов B6D2F1 - ТЫ-зависимого иммунопатологического состояния.
Формирование Th2-зависимых иммунопатологических состояний у интактных самцов B6D2F1 приводит к резкому снижению тестостерона в сыворотке крови, у кастрированных самцов B6D2F1 - к увеличению IgE в сыворотке крови.
Введение мурамилдипептида в момент индукции РТПХ у кастрированных самцов B6D2F1 увеличивает число мышей с Th2- ответом.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены на трех этапах Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (Новосибирск, Омск, Москва, 2008, 2009), на VII Межрегиональной конференции молодых ученых и специалистов аграных вузов Сибирского федерального округа (Новосибирск, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 126 страницах машинописного текста, работа иллюстрирована 15 рисунками, 9 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов исследования, их обсуждения и выводов. Библиографический список включает 241 источников, из них 29 отечественных авторов и 212 зарубежных авторов.
