Введение к работе
Актуальность проблемы. Бурное развитие техногенной деятельности человека, интенсивное загрязнение окружающей среды и другие воздействия чрезвычайного характера создают весьма жесткие внешние условия жизнедеятельности, неадекватные врожденным и приобретенным свойствам организма. Пребывание в таких условиях ведет к дополнительному расходованию резервных возможностей гомеостатических систем [Меерсон Ф.З., Пшенников М.Г., 1988; Новиков B.C., Смирнов B.C., 1995; Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Хлусов И.А., 1997; Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Прова-ловаН.В. идр.,2004].
Исследования последних лет показали, что реакция организма на стресс сопровождается угнетением функциональной активности различных систем организма [Kort W.J., 1994; Суслов Н.И., Дыгай A.M., Скурихин Е.Г. и др., 1997; Нестерова И.В., 1999; McCarty R., Aguilera G., Sabban E.L., Kvetnansky R., 2002; Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Провалова H.B. и др., 2004]. Одно из ведущих мест в этих процессах принадлежит иммунной и кроветворной системам. С одной стороны, это эффекторные системы, выполняющие гомеостатические функции, подобно пищеварительной, эндокринной и др. С другой, иммунная и кроветворная системы выполняет, подобно нейроэндокринной системе, регуляторные функции в отношении пролиферации и дифференцировки клеток, возможно, всех тканей организма [Kort W.J., 1994; Абрамов В.В., Егоров Д.Н., Вардосанидзе К.В., Козлов ВА., 1998; Девойно Л.В., 1998; Ширинский И.В., Ширин-ский B.C., 2001; FullfordAJ., Jessop D.S., 2002]. Отсюда происходят ранние изменения в иммунной и кроветворной системах, возникающие уже на начальных стадиях адаптивных реакций, и "повсеместное" участие иммунной системы в патогенезе многих заболеваний человека.
В случае истощения приспособительных механизмов формируется комплекс изменений, классифицируемый как вторичное иммунодефицитное состояние, являющееся наиболее ожидаемой реакцией организма на любое чрезвычайное воздействие и одной из этиологических причин развития иммунозависимых заболеваний [Новиков B.C., Смирнов B.C., 1995; Ковальчук Л.В., Пинегин Б.В., 1999; Лолор Г., Фишер Т., Адельман Д., 2000; Нестерова И.В., 1999, 2002; Капля ОА, Шерстобоев Е.Ю., Зуева Е.П. идр.,2004].
Однако, несмотря на неослабевающий интерес исследователей и врачей к этой проблеме, до сих пор остается открытым вопрос о механизме развития и характере изменений в иммунной и кроветворной системах в ответ на чрезвычайное воздействие. В большинстве случаев возможно лишь диагностическое выявление проявлений имму-нопатогенеза для подтверждения диагноза того или иного иммунодефицита, и только лишь обсуждение этиологических аспектов этих состояний [Козлов ВА, 1997; Лолор Г., Фишер Т., Адельман Д., 2000; Нестерова И.В., 1999,2002].
Поиск решения проблемы коррекции упомянутых состояний иммунной системы привело к появлению в середине 80-х годов XX века нового направления медицины — иммунореабилитации [Петров Р.В., 1984; Сепиашвили Р.И., 1996,1999; Караулов А.В., 1999; Нестерова И.В., Старченко АА, Иванова С.А., Симбирцев А.С., 2002] и появлению новых лекарственных препаратов с иммунотропным действием. Вместе с тем, выбор препарата для направленной коррекции сдвигов в иммунной системе в ответ на неинфекционное экстремальное воздействие остается сложной задачей в связи с тем, что в большинстве случаев попытки вычленить "главный дефект" иммунного ответа у соматических больных не представляется возможным [Козлов ВА, 1997; Караулов А.В., 1999]. Поэтому, наряду с расшифровкой механтауапиШуііидиіші.иоіірщіГК со-
і тис нламнлльімяТ
OS Я»
стояний практически значимым является поиск модификаторов биологических реакций, действие которых направлено не только на иммунные, но и другие клетки и системы организма.
Этим требованиям полностью отвечают методы фитотерапии. Использование лекарственных растений представляется перспективным направлением дальнейшего развития, совершенствования методов иммунореабилитации, так как современная фармакология не располагает достаточным арсеналом эффективных средств для профилактики, лечения хронических заболеваний, стресса и его последствий [Шанин С.Н., РыбакинаЕ.Г., ФомичеваЕ.Е, 1999; Шанин С.Н., КозинецИЛ., ФомичеваЕ.Е, 1996].
Тем не менее, несмотря на широкое использование фитопрепаратов в народной медицине, возрастающий интерес врачей и исследователей к изучению эффектов природных соединений, механизмы их влияния на защитные реакции организма (в частности, иммунную и кроветворную системы) при воздействиях различной природы, в том числе и при стрессе, остаются малоизученными [Шанин С.Н., Рыбакина Е.Г., Фомичева Е.Е, 1999; Шанин С.Н.,КозинецИ.А., Фомичева Е.Е, 1996].
Наиболее удобной, но, в то же время, недостаточно изученной моделью для исследования характера дисфункции иммунной и кроветворной систем при воздействии информационно-семантических экстремальных факторов является экспериментальный стресс, который позволяет регулировать направленность и глубину изменений в работе этих систем, а также оценивать эффективность препаратов, претендующих на роль корректоров и модуляторов их функции. Использование данной модели для изучения особенностей функционирования иммунной и кроветворной систем животных с различным генотипом, по разному реагирующих как на антигенный стимул, так и на стрессорные воздействия, даст возможность изучить механизмы влияния экстремальных ситуаций на иммунный ответ, а привлечение адекватных фармакологических методов позволит осуществлять эффективный поиск методов направленной коррекции обнаруженных нарушений. Удобной моделью генетически обусловленных различий по реакции на антигенный и стрессорный стимулы являются мыши инбредных линий. Анализ межлинейных различий позволит сделать заключение о наличии или отсутствии различий в чувствительности кроветворной и иммунной систем к чрезвычайным факторам.
Цель исследования: исследовать особенности нарушений ответа иммунной и кроветворной систем на тимусзависимый антиген после иммобилизационного стресса у животных с разным генотипом и провести коррекцию выявленных нарушений препаратами природного происхождения.
Задачи исследования:
1. Исследовать общие закономерности и особенности функционирования кроветворной и иммунной систем животных разных линий при иммунизации тимусзависимый антигеном.
-
Изучить особенности реакций кроветворной и иммунной систем животных с различным генотипом в ответ на стрессорное воздействие в различные сроки исследования.
-
Выявить различия в формировании иммунного ответа животных разных линий при иммобилизационном стрессе.
-
Изучить механизмы иммунодепрессивных состояний у животных различных линий при экстремальном воздействии.
5. Произвести коррекцию иммунодефицитного состояния, вызванного иммоби-лизационным стрессом, у мышей линий СВА/Са Lac и DBA/2 с помощью препаратов природного происхождения.
Положения, выносимые на защиту.
1. Введение тимусзависимого антигена приводит к увеличению абсолютного количества антителообразующих клеток и титра специфических антител в начальные сроки наблюдения после иммунизации у высокоотвечающих мышей CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c и задержке накопления клеток антителопродуцентов у низкоотвечаю-щих на антиген мышей С57В1/6, CC57W. Специфический гуморальный ответ после иммобилизационного стресса, проведенного на фоне иммунизации, угнетался в большей степени у высокоотвечающих (CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c), чем у низкоотве-чающих (С57В1/6, CC57W) линий.
-
Иммобилизационный стресс изменяет не только соотношение иммунокомпе-тентных клеток, но и их функциональную активность (продукция цитокинов, проли-феративная активность).
-
Применение тимусзависимого антигена приводит к гиперплазии кроветворных и лимфоидных органов мышей линий CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c, С57В1/6 и CC57W.
-
В костном мозге иммобилизированных мышей CBA/CaLac, BALB/c, С57В1/6 и CC57W наблюдается активация лимфоидного ростка кроветворения, эритроидного -у CBA/CaLac и C57BI/6, миелоидного - у BALB/c, С57В1/6 и CC57W. В селезенке происходит повышение численности лимфоидного ростка кроветворения у CC57W, CBA/CaLac, угнетение - у BALB/c, снижение с последующей стимуляцией изучаемого ростка - у DBA/2 и С57В1/6. Эритроидный росток в селезенке стимулируется стрессом у всех изученных линий мышей. Количество миелоидньж клеток повышается у CC57W и С57В1/6, снижается у BALB/c. У мышей CBA/CaLac, DBA/2 и CC57W происходит инволюция тимуса, у BALB/c и С57В1/6 - увеличение клеточности этого лимфоидного органа.
-
У иммобилизированных и иммунизированных мышей CBA/CaLac, DBA/2 и С57В1/6 происходит депрессия, у BALB/c и CC57W - активация лимфоидного ростка в костном мозге, снижение количества эритроидных клеток у С57В1/6 и повышение - у BALB/c. Количество миелоидньж клеток в костном мозге возрастает у CBA/CaLac, BALB/c и CC57W, и снижается - у С57В1/6. В селезенке происходит увеличение численности лимфоидного ростка у мышей DBA/2, CC57W и CBA/CaLac (после кратковременного снижения), уменьшение - у С57В1/6. Миелоидный росток селезенки стимулируется у BALB/c, С57В1/6, и CC57W. У мышей CBA/CaLac, DBA/2, С57В1/6 и CC57W, перенесших иммунизацию и иммобилизацию, развивается инволюция тимуса
-
Введение экстракта шлемника байкальского мышам, иммунизированным на фоне перенесенного иммобилизационного стресса, приводит к угнетению костномозгового и стимуляции селезеночного кроветворения, гиперплазии тимуса. Использование пантовита у мышей, иммунизированных после перенесенного иммобилизационного воздействия, активизирует эритроидный, миелоидый и лимфоидный ростки кроветворения.
-
Применение пантовита, экстрактов шлемника байкальского, бадана толстолистного, лабазника вязолистного и настойки пиона уклоняющегося после иммобилизационного стресса, но перед иммунизацией способствует восстановлению содержания
антителообразующих клеток. Применение пантовита, экстракта шлемника байкальского и настойки эхинацеи пурпурной стимулирует пролиферативную активность В-лимфоцитов селезенки мышей.
Научная новизна.
Впервые выявлены и охарактеризованы различия в реакции кроветворной и лимфоидной ткани на тимусзависимый антиген у мышей разных линий (CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c, С57В1/6, CC57W). Показаны выраженные отличия при формировании гуморального иммунного ответа у высоко- (CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c) и низкоотве-чающих (C57BI/6, CC57W) на антиген линий животных, что выражается в значительном увеличении абсолютного количества антителообразующих клеток в селезенке и титра антител в сыворотке крови в начальные сроки после иммунизации мышей линий CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c и задержке накопления клеток-антителопродуцентов после иммунизации мышей С57В1/6, CC57W. Установленные в работе отличия в реакции иммунной системы мышей на антиген основаны на различной функциональной активности компонентов иммунного ответа (макрофаги, Т-, В-лимфоциты, антителопроду-цирующие клетки).
В работе впервые продемонстрировано, что иммобилизационный стресс угнетает развитие специфического гуморального ответа и фагоцитарной активности пери-тонеальных макрофагов у иммунизированных высокоотвечающих линий мышей (CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c) и, оказывая незначительное влияние на продуктивную фазу гуморального иммунного ответа, угнетает активность перитонеальных макрофагов в группе низкоотвечающих мышей (С57В1/6, CC57W). При этом происходит снижение количества Т-общих и В-розеткообразующих лимфоидных клеток и увеличение числа Т-хелперов в костном мозге и селезенке у мышей DBA/2 и С57В1/6.
Выявлено снижение числа CD4+ - лимфоцитов у всех линий, подвергнутых иммобилизации (кроме CBA/CaLac), и увеличение количества CD8+ - клеток у всех линий, за исключением DBA/2. Впервые установлено, что под влиянием иммобилизаци-онного стресса у мышей CBA/CaLac, BALB/c, С57В1/6 происходит снижение пролифе-ративной активности Т- и В- лимфоцитов в селезенке, у мышей DBA/2 - повышение индекса стимуляции КонА-стимулированных Т-лимфоцитов. Показано, что на фоне развития иммунного ответа, стресс увеличивает уровень ИЛ-2 и снижает синтез ИЛ-10 у мышей CBA/CaLac, у С57В1/6 происходит усиление синтеза ИЛ-2 и ИЛ-10. Установлено, что синтез ИЛ-2 и ИЛ-10 угнетается в группах мышей CBA/CaLac и С57В1/6, перенесших иммобилизационный стресс, наряду со снижением способности Т-лимфоцитов продуцировать провоспалительные цитокины у CBA/CaLac и нарушением процессов активации антиген-специфических лимфоцитов и синтеза ими цито-кинов у С57В1/6.
Показано, что иммунизация приводит к гиперплазии кроветворных и лимфоидных органов CBA/CaLac, DBA/2, BALB/c, С57В1/6 и CC57W. Иммобилизационный стресс активизирует костномозговое кроветворение за счет лимфоидного ростка у мышей линий CBA/CaLac, BALB/c, С57В1/6 и CC57W, эритроидного - CBA/CaLac и С57В1/6, миелоидного - у BALB/c, С57В1/6 и CC57W. В селезенке наблюдается повышение численности лимфоидного ростка кроветворения у CC57W, CBA/CaLac, эритроидного ростка - у всех изученньж линий мышей. У мышей CBA/CaLac, DBA/2 и CC57W наблюдается развитие гипоплазии тимуса, у BALB/c и C57BI/6 - увеличение числа лимфоцитов всех степеней зрелости в центральном лимфоидном органе. Впервые продемонстрировано, что иммобилизационный стресс, проведенный на фоне раз-
вивающегося иммунного ответа, угнетает лимфоидный росток у мышей CBA/CaLac, DBA/2 и С57В1/6, и стимулирует его у BALB/c и CC57W, наряду с миелоидным ростком у BALB/c, CC57W и CBA/CaLac. В селезенке наблюдается увеличение числа лим-фоидных клеток у мышей DBA/2, CC57W и CBA/CaLac (после кратковременного снижения), уменьшение - у С57В1/6. Миелоидный росток селезенки активизируется у BALB/c, C57BV6 и CC57W. У мышей CBA/CaLac, DBA/2, С57В1/6 и CC57W наблюдается развитие гипоплазии тимуса.
Впервые установлено, что применение экстракта шлемника байкальского и пан-товита восстанавливает угнетенный иммобилизационным воздействием гемо- и лим-фопоэз. Использование растительного препарата у иммунизированных на фоне перенесенного иммобилизационного стресса мышей приводит к развитию депрессии кроветворения и гиперплазии тимуса. В группе мышей, иммунизированных после перенесенного иммобилизационного воздействия, применение пантовита активизирует мие-лоидый, лимфоидные и эритроидный ростки кроветворения в костном мозге и селезенке.
Применение пантовита, экстрактов шлемника байкальского, бадана толстолистного, лабазника вязолистного и настойки пиона уклоняющегося для коррекции имму-нодефицитного состояния (после иммобилизационного стресса, но перед иммунизацией) способствует восстановлению содержания антителообразующих клеток и увеличению продукции ими специфических антител. Экстракты бадана, лабазника вязолистного и настойки эхинацеи пурпурной обладают противовоспалительными свойствами, снижая индекс воспаления в реакции гиперчувствительности. Применение пантовита, экстракта шлемника байкальского и настойки эхинацеи пурпурной стимулирует про-лиферативную активность ЛПС-стимулированных В-лимфоцитов в селезенке экспериментальных животных.
Практическое значение работы.
Результаты работы значительно расширяют представление об особенностях реагирования кроветворной и иммунной систем на введение тимусзависимого антигена и иммобилизационный стресс у мышей линий СВА/Са Lac, С57В1/6, DBA/2, BALB/c и CC57W. Показаны различия в реакции костного мозга, тимуса и селезенки, а также клеток, участвующих в формировании иммунного ответа у мышей разньж линий после иммобилизационного стресса. Благодаря полученным данным, внесен вклад в понимание общих закономерностей и особенностей развития иммунного ответа, стимулированного тимусзависимым антигеном, после иммобилизационного стресса Показана принципиальная возможность и проведено патогенетическое обоснование применения препаратов природного происхождения в терапии иммунодефицитных состояний.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на VII Всероссийском симпозиуме «Коррекция гомеостаза» (Красноярск, 1996); на конференции «Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственньж препаратов» (Томск, 1997); на 3-ем Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1997); на конференции, посвященной 15-летию НИИ фармакологии LHH, СО РАМН «Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственньж препаратов» (Томск, 1999); на международной научной конференции «Поиск, разработка и внедрение новых лекарственньж средств и организационных форм фармацевтической деятельности» (Томск, 2000); на 2-й Российской конференции молодьж ученых России с между-
народным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2001); на научной молодежной конференции СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 2001); на конференции «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии» (Томск, 2001, 2002); на IV съезде физиологов Сибири с международным участием (Новосибирск, 2002); на IV молодежной научной конференции СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 2002); на Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты» (Новосибирск, 2002); на конференции «Актуальные проблемы фармакологии» (Томск, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 научные работы, из них 13 - в центральных реферируемых журналах.
Объем и структура работы.
Диссертация представлена в двух томах. Том I изложен на 390 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Том II (приложение) - на 122 страницах. Работа иллюстрирована 47 рисунками и 124 таблицами (таблицы 15-124 размещены в приложении). Библиографический указатель включает 510 источников, из них 379 отечественных и 131 иностранных.
![Адаптационно-защитные реакции системы мать - плацента - плод при угрожающем аборте у беременных с отягощенным акушерским анамнезом [Электронный ресурс]](/i/i/4264/203804.png "Адаптационно-защитные реакции системы мать - плацента - плод при угрожающем аборте у беременных с отягощенным акушерским анамнезом [Электронный ресурс] Буренина Ирина Александровна")
![Влияние фотомодифицированной крови на метаболические реакции и систему гемостаза при перитоните [Электронный ресурс]](/i/i/4237/211470.png "Влияние фотомодифицированной крови на метаболические реакции и систему гемостаза при перитоните [Электронный ресурс] Мишарин Игорь Валерьевич")