Введение к работе
Актуальность проблемы. Потенциальные возможности контроля и управления направленного воздействия на отдельные звенья и клетки иммунной системы, а также поиск средств, отвечающих требованиям им-муномодуляции, всё в большей мере становятся объектами пристального внимания исследователей в современной иммунологии. Перспективными в этом отношении представляются природные биорегуляторы - продукты жизнедеятельности макро- и микро-организмов. Предполагается, что в ближайшее десятилетие они будут составлять большую часть новых терапевтических средств ( Петров Р.В., 1990; Roltt ,1.. 1993 ).
Биогенные продукты в силу эволюционного совершенства, своего
структурального родства, характеризуются полифункциоііальностью, эф
фективностью в малых дозах, отсутствием в большинстве своем, токсич
ности, кумулятивных свойств и баластних веществ! Петров Р.В., 1976;
Bach J.E. 1980; Ballorlll ГЛ.. 1991; Michel 1 ГС. . 1939; Roltt I..I9n5).
В настоящее время известно участие биогенных продуктов в процессах
созревания, роста, дифференцировки, пролиферации, реализации эффек-
торных функций иммунокомпетентных клеток, межклеточных и межсистем
ных взаимодействиях ( Петров Р. В., 1982, 1987, 1990; Bona С.А..1994).
Еццелены, охарактеризованы и широко используются такие, ставшие тра
диционными, биорегуляторы как костно-мозговые цитокины (Петров Р.В.,
Михайлова А.А., 1984) , факторы тимуса ( Арион В.Я., 1981; Goldste
in A. et al..1989.1991), интерлейнины (Henderson В! et al.. 1992)..
интерфероны (Uuller И. st al., 1994) , колониестимулирующие (Met-
calf D. .1987), ростовые (Scheven В.,1991), цитотоксические (Batana-
Ье К., et al. ІУ9І) факторы, мурамилдипегтиды ( Овчинников D.A. и соавт.,
I980;Hagao S. et al.1990), нуклеинат натрия І Земсков B.M., ЗемсковА.М.,
1987) и многие другие. Важное значение приобретают пептидные гормо
ны и гормоноподобные вещества4центральной нервной системы, как регу
ляторы активности иммунной системы. К их числу относят соматостатин
(Fals S. et al..I991) , тиреотропин (Kruger Т. et al.,I98G ) ,
адренокортикотропин (Paalikousky !,!. et al.. 1987 ) , аргинин-вазо-
прессин (Torres В.. 1987 ) , окситоцин (Blalock J..1939) , нейро-тенсин (Koff .1., et al., 1985 ) , опиоидные пептиды (Петров P.B. и соавт., 1982; Nordlind К. et al... 1985; Wood P.L.. 1982;. Bruno A..1995). К ../Ш принадлежит и обнаруженный А.А.Галояном нов^й класс нейропеп-тидов гипоталамуса с выраженным кард"оактивньм действием! ГалоянА.А., 1963, 1986, 1993). Важным представляется исследование их иммуно-
модулирующих свойств, участие в осуществлении иммунных функций, а также широко применяемых биогенных продуктов из различных источников.
Вместе с тем, фундаментальные исследования контроля и регуляции иммунного ответа (Петров Р.В. и соавт., 1981; Хаитов P.M., 1984; Bona С.Л..1994), выдвигают необходимость фармакологического контроля кммунорегуляции, исследований дозового ответа при иммуномодулиру-ющих действиях.
Известна роль макрофагов - первых иммуноцитов, контактирующих с патогенами - в иммунорегуляции( Петров Р.В., 1967; Хаитов P.M., Земсков В.М., 1995; Rosenthal A.S..1980; Adans D..I984; van Furth R..199 Однако, некоторые вопросы их физиологии, иммунобиологии, проявления дисфункций, и потенциальные возможности при имнуномодулируюцеы воздействии, изучены недостаточно, либо данные о них отсутствуют. Современная иммуномодуляция ставит требованием выяснение этих и других вопросов. 3 частности, о'применении иммуномодуляторов при патологиях, ассоциированных с токсическими веществами, гельминтами, бактериями, иммунодєфицитами, стрессами,
В последние годы изучается модулирующее влияние питания на иммунный ответ - иммунопитание. Исследователи приходят к выводу, что питательные вещества, играют прямую роль как кофакторы и регуляторы иммунной системы, и что модуляция иммунного ответа питательными веществами может обеспечить фундаментальный подход к профилактической медицине (Cunninghan-Rundles S.. 1992 ) . В этой связи, особый интерес может представлять фитоимыунопитание, как и фитоиммуномодуля-ция, с применением традиционных для человека и животных растений.
Нам представляется, что исследование отмеченных вопросов является значимым и перспективным как для фундаментальной, таї. и прикладной иммунологии.
Целью работы явилось исследование фармакологических аспектов иммуномодуляции биогенными продуктами, выявлении их иммунорегулятор-ной активности, и оценка роли макрофагов в реализации их иммунокор-ригирующих эффектов.
Задачи исследования. В процессе исследования решались следующие задачи:
I. Выявить иммуноыодулирукщую способность различных доз биогенных продуктов: нейрогенных биоактивных соединений гипоталамуса; наиболее распространенных антибактериальных антибиотиков: пенициллина, стрептомицина, гентамицина; растительного сырья: представителей традиционных пищевых/кормовых растений флоры Армении.
-
Псслодошть юс нммунофармакологическую активность в реакциях гуморального it клеточного звеньев иммунного ответа на различные антигены с учетом оппозитного и таксономического иммунного реагирования. Идентифицировать фармакоккнетическую корреляцию модулирущей способности этих соединений и источника их происхождения.
-
Изучить влияние биогенных продуктов, а также традиционных имму-номодуллторов на функциональную активность макрофагов, их морфологические, органослецкфичеекие, онтогенетические, фенотипические н андрогенные характеристики в различных функциональных состояниях.
-
Исследовать предельные е змояиости иммунофункциональной активи-руемости макрофагов, взаимозависимость их морфологии и функции, адаптационные способности к биорегуляторному воздействию, и трансформации различных функциональных состояний макрофагов, потенциальные возможности управления их функциями.
-
Изучить некоторые особенности проявления дисфункций макрофагов, экспрессии цитокинов: ИЛ-І и ИЛ-2, и значение регуляции функций макрофагов при экспериментальных патологиях, вызванных минеральной токсической пылью /асбест, кремний, кварц, графит/, гельмин-тозах /фасциолез, дикроцелез, стронгилез/, бактериальных патологиях, имыунодефицитшх и стрессовых состояниях.
-
Исследовать возможность и целесообразность применения биогенных продуктов индивидуально м в различных комбинациях в виде комбинированных юалуномодулирущих биокомплексов при перечисленных патологиях для макрофзг-модулирунцей ишуноноррекции.
Научная новизна результатов исследования. В процессе проведенного исследования впервые установлены неизвестные ранее факты:
Обнаружена иммунофункциональная активность и выявлены имыуно-фармакологические особенности действия биорегуляторных нейрогенных структур/нейропептидов гипоталамуса. Установлена их способность участвовать в регуляции иммунных функций.
Выявлены имнунофармакологические особенности иммукофункцио-нальной активности представителей антибактериальных антибиотиков: пенициллина, стрептомицина, гентамицина. Установлены иммуностимулирующие и иммухокорригирующие их свойства при применении в субоптимальных дозах, а также их способность повышать восприимчивость иммунной системы к иммуномодулирупцему воздействию, и усиливать действие иммуномодуляторов/цитокинов.
Обнаружена иммунофункциональная активность у ряда представителей традиционных пищевых/кормовых растений флоры Армении. Выявлены их иммунофармакологические свойства, фитоиммунотерапевтичес-
кая значимость и иммунопотенциирующая способность фитоиымунопитания.
Показана зависимость направленности и интенсивности проявления эффектов биогенных продуктов от их дозы, но не разновидности самого продукта.
Обнаружена способность костно-мозговых цитокинов - ыиелопеп-тидов потенциировать выработку соматотропного гормона человека.
Выявлены некоторые особенности иммунобиологии активируемости макрофагов в различных функциональных состояниях, их органоспеци-фические, онтогенетические, фенотипические, андрогенные характеристики. Показано наличие дихотомии во взаимозависимости морфологии и функции макрофагов. Показано наличие как взаимозависимости, так и автономности интенсивности между функциями макрофагов, а также отдельными стадиями их развития/активации.
Выявлено наличие предела активируемости макрофагов. Показано, что потенциал их активируемости находится в обратной корреляционной зависимости от их физиологической активности.
Показано проявление макрофагами привыкаемости и иммуномодуля-торной зависимости, а также наличие цикличности в проявлении феномена. Показано, что активация макрофагов не приводит к общему неспецифическому повышению их эффекторных функций.
Выявлены некоторые особенности проявления дисфункций макрофагов, экспрессии цитокинов ИЛ-І, ИЛ-2 и механизмов имыунотоксичности при экспериментальных пылевых патологиях /асбест, кремний, кварц, графит/, гельминтозах /фасциолез, дикроцелез, стронгилез/, бактериальных поражениях, иымунодефицитных /циклофосфан, фторурацил/ и стрессовых /плавание, ЛПС-индуцированный шок/ состояниях, и значение активации макрофагов.
Показана возможность и целесообразность применения биогенных продуктов как индивидуально, так и в еидє комбинированных иммуно-ыодулирупцих биокомплекров на основе антибиотиков в макрофаг-ассо-циированной иммунокоррекции.
Показаны иммунокорригирующие эффекты биогенных продуктов, связанные с отменой проявляемых дисфункций(макрофагов: обнаруженной блокады на уровне перехода макрофагов из стадии ответных в стадию примирования, повышением генерации ИЛ-2 через генерацию ИЛ-I /минеральные токсикозы/; отменой супрессии иммуногенной способности макрофагов /гельминтозы, стресс- и иммунодефицит-индуцированные патологии/; а также модуляцией уровня выработки оксидантов, аккумуляцией макрофагов в пораженных органах, их количества и жизнеспособности, повышением бактерицидной активности, снижением обсеменен-
ности патогенами органов пораженных животных, повышением их выживаемости, привесов жиеой массы и надоев молока у коров.
Обнаружена антгельминтная - нематодоцидная и трематодоцидная активность /40 - І00Я/ у кормового растения борщевика Сосновского.
Практическая значимость работы. Полученные данные позволяют расширить арсенал иммуномодулирующих средств за счет полифункциональных биогенных продуктов, расширить сферу их применения и оптимизировать их использование в экспериментальной иммунобиологии.
Проведенный иммунофармакологический скрининг биогенных продуктов, различных параметров и характеристик активности макрофагов, исследование иммунофункциональной их активируемости, позволяют расширить представления о иммунобиологии макрофагов, стандартизировать пути и методы направленного воздействия на них, управления их функциональней активностью.
Показанная эффективность, возможность и целесообоазность применения биогенных продуктов индивидуально и в виде комбинированных иммуномодулирующих биокомплоксов может способствовать как их применению в клинике, так и созданию новых иммуномодулирующих средств с большей потенцией.
Биогенные продукты могут быть использованы в качестве вспомогательных средств для функциональной иммунокоррекции, фитоимму-нотерапии, фитоиммунопитания в токсикологии, гельминтологии, бактериальных патологиях, иммунодефицитных и стрессовых состояниях различной тят.ести, нейроиммуномодуляции, в терапии и в реабилито-' логии.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Биогенные продукты: нейропептиды гипоталамуса, пенициллин, стрептомицин, гентамицин, овощные/кормовые растения флоры Армении, обладают полифункциональной юллуноыодулиругацей активностью. Эффекты биогенных продуктов проявляются с большей силой при индукции иммунного ответа и реализуются преимущественно через раннюю фазу макрофаг-ассоциироБанных механизмов.
-
Нейропептиды гипоталамуса модулируют иммунные функции и участвуют в их реализации.
-
Пенициллин, стрептомицин, гентамицин в суббактерицидных дозах обладают иммуностимулирующими и иммунокорригирующими свойствами, повышают восприимчивость иммунной системы к иммуномодулйрующему воздействию и усиливают действие иммуномодуляторов/цитохинов.
-
Традиционные пищевые/кормовые растения флоры Армении в качестве
\ фитоишуномодулирущих средств проявляют іаз.іуностішулирующую активность. Фитоиммунопитание повышает иммунное реагирование, ішмуноген-ность животных и содействует усилению иммунных функций.
-
Костно-моэговые цитокиш: - миелопептиды повышают экспрессию гормона роста человека.
-
Активность и активируемость макрофагов находится в первоочередной зависимости от их органоспецифических, онтогенетических, фенотипичес-ких, андрогенных особенностей. Потенциал их активируемости находится в обратной корреляционной зависимости от их физиологической активности. Предел активируемости макрофагов коррелирует с кратностью их активируемости и временем нахождения в активированном состоянии.
-
Макрофаги проявляют привыкаемость и иммуномодуляторную зависимость. Взаимозависимость морфологии и функции макрофагов характеризуется дихотомией. Активация макрофагов не приводит к общему неспеци-фическому повышению их эффектсрных функций.
-
Направленность и интенсивность модулирующего действия биогенных продуктов зависят от факторов дозы и времени. Источник биопродуктов не играет первостепенной роли в осуществлении их эфхфектов.
-
Биогенные продукты проявляют эффективность при их использовании индивидуально и в виде комбинированных иммуномодулируицих биокомплексов в иммунотоксикологии /при минеральных пылевых патологиях/, ииму-нопаразитологии /при фасциолезе, дикроцелеэе, стронгилезе/, бактериальных / преимущественно кишечных/, иммунодефицитных'/циклофосфан, фторурацил/, стрессовых /ЛПС-индуцировакный шок, плавание/ патологиях, в качестве макрофаг-модулируюцих иммунокорригирукхдих средств.
Публикации. Основные результаты исследования изложены в 53 публикациях .
Материалы диссертации были доложены и обсуждены : на Всесоюзной межвузовской научной конференции /Ереван, 1980/г Республиканской конференции молодых ученых "Молодежь и научно-технический прогресс." /Кировакан, 1982/; Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы иммунологии, иммунодефициты, иммунокоррекг~{ы." /Владивосток, 1987/; Международном симпозиуме "Иммуномодуляторы, биология и терапевтическое применение." /Рио-де-Канейро, 1987/; 8-м Европейском съезде иммунологов /Загреб, 1987/; 9-м Европейском съезде иммунологов /Рим, 1988/; Международном симпозиуме "Клеточные механизмы инфекционного иммунитета." /Элсинор, 1988/; 11-м Международном конгрессе Международного общества биологии развития /Утрехт, І9Є9/; 10-м Европейском съезде иммунологов /Эдинбург, 1990/; Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Систем мононуклеаршх фагоцитов в норме и при патологиях."/Новосибирск,
990/; Рабочем совещании с международным участием "Иммуномодуляторы риродного происхождения." /Владивосток, 1990/; УІІ и УІІІ Симпозиу-ах по новым кормовым растения}л."Эколого-попу"ляционный анализ кормо-ых растений естественной флоры, интродукция и использование." /Сык-гакар, 1990 и 1993/; 1-м съезде иммунологов и аллергологов Таджики-тана /Душанбе, І99Г/; ХХІУ-м Всемирном ветеринарном конгрессе /Рио-це-Жанейро, 1991/; Европейском токсикологическом конгрессе ЕВРОТОКС Маастрихт, 1991/; Британской фармакологической конференции /Бирмин-ем, 1992/; 8-м Международном иммунологическом конгрессе /Будапешт, 992/; Международном семинаре "Экотоксикологические проблемы окружаю-ей среды и здоровье в урбанических ареалах в Центральной и в Восточ-ой Европе." /Катовице, Краков, 1992/; Конференциях "Современные воп-осы фитотерапии и традиционной медицины." /Ереван, 1993 и 1995/; еждуиародной конференции "Руководства и стратегии для доклинической клинической оценки новых продуктов." /Лондон, 1995/.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 309 стра-ицах машинописного текста, иллюстрирована 36 таблицами и 30 рисунка-и, и состоит из БЕздения, обзора литературы, собственных исследова-ий, заключения, выводов, списка литературы, включающего 300 источ-иков,