Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение аутоантител является актуальной задачей современной иммунологии. Представление об исключительно патогенетической роли аутоантител постепенно сменяется более обоснованным положением о том, что присутствие аутоантител в сыворотке крови далеко не всегда свидетельствует об аутоиммунной природе заболевания. В 1960 году французский иммунолог P. Grabar высказал мнение, о том, что аутоантитела способствуют связыванию и удалению из организма продуктов клеточного метаболизма. В 70-е годы N.K. Jerne обосновал положение о том, что в здоровом организме происходит постоянный синтез регуляторных аутоантител к любым собственным антигенам. В 1989г. И.П. Ашмарин с соавторами предположили, что аутоантитела, наряду с гормонами и нейромедиаторами, способны осуществлять транспортные функции. В более поздних исследованиях Y. Tommer и Y. Shoenfeld (1988) отмечено, что аутоантитела могут выполнять регуляторные функции.
С увеличением чувствительности иммунологических методов исследования появилась возможность определять низкие концентрации аутоантител, растет количество определяемых антител к эндогенным антигенам, существенно расширились и дополнились представления о биологической роли аутоантител (С.В.Сучков,2001;С.J.Binder, 2003; A.Ruiz-Argelles, 2003; G.J.Silverman, 2009; R.Schwartz-Albiez, 2009; S.Tsimicas, 2011). Возможность превышения нормальных значений аутоантител у практически здоровых доноров стало признаваться многими исследованиями (Y.Shoenfeld, 1996; N.Abuaf, 2001; A.L.Notkins, 2004; K.Elkon, 2008; H.U.Lutz, 2008). Фактически, все усилия доказать качественные различия между антителами и глобулинами так называемой нормальной сыворотки безуспешны (C.А.Бобровник, 2008; N.K.Jerne, 1974). Одинаковый физико-химический феномен, а именно взаимодействие между антигеном и антителом, может приводить к различным проявлениям, характер которых зависит от концентраций реагентов, локализации реакции, специфичности антигена, роли в организме фактора, выступающего антигеном. Известная, не оспариваемая функция любых антител, заключается в способности связывать определенное вещество и затем транспортировать его в то место, где оно должно быть использовано, утилизировано или разрушено. Но в комплексе антиген-антитело не происходит необратимых изменений компонентов, в силу различных обстоятельств и условий, возможна диссоциация комплекса с высвобождением участвующих в реакции компонентов и восстановлением их функциональной активности.
Причины и механизмы аутосенсибилизации и синтеза аутоантител физиологического уровня до сих пор неизвестны, существующие многочисленные гипотезы на этот счет не доказаны. Идея образования аутоантител как преимущественного механизма индукции и развития аутосенсибилизации не признает образование аутоантител физиологическим явлением.
Рост уровня аутоиммунных заболеваний, сложность дифференциальной диагностики аутоиммунной патологии, трудности интерпретации повышенных концентраций аутоантител у практически здоровых людей и разграничения нормы и патологии обуславливают необходимость проведения подобного исследования в настоящее время. Актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью объективно оценить участие аутоантител в иммунных, гормональных и метаболических процессах регуляции гомеостаза, что дополнит имеющиеся знания и позволит отказаться от стереотипных воззрений на аутоантителообразование только с точки зрения патологии.
Цель исследования: определить участие аутоантител в иммунных, гормональных и метаболических процессах регуляции гомеостаза.
Задачи исследования:
-
Определить активность иммунокомпетентных клеток в зависимости от содержания аутоантител.
-
Исследовать в сыворотке крови содержание иммуноглобулинов IgA,
IgM, IgG, IgE, ЦИК и цитокинов в зависимости от концентрации циркулирующих аутоантител.
-
Определить участие антител к окисленным липопротеидам низкой плотности в регуляции функциональной активности липидтранспортной системы.
-
Выявить влияние аутоантител на регуляцию функциональной активности углеводного обмена.
-
Исследовать роль аутоантител к рецептору тиреотропного гормона в регуляции функциональной активности тиреоидных гормонов и тиреотропного гормона гипофиза.
-
Изучить взаимосвязь уровня активности антителообразования с процессами апоптоза и некробиоза иммунокомпетентных клеток.
Положения, выносимые на защиту:
-
Реакции иммунной системы при синтезе аутоантител не отличаются от таковых при активизации антителообразования на экзогенные антигены.
-
Аутоантителообразование является физиологическим механизмом, участвующим в регуляции метаболических процессов.
-
Аутоантитела к гормонам и их рецепторам изменяют содержание и функциональную активность гормонов.
-
Активизация аутоиммунных реакций ассоциируется с повышением активности некробиоза и изменением апоптоза лимфоцитов.
-
Функциональная роль аутоантител зависит от уровня циркулирующих аутоантител и концентрации субстрата-вещества, вызвавшего его образование.
Научная новизна. Впервые на модели детектируемых количественных изменений в содержании субстрат-антитело у практически здоровых людей определены уровни и частота содержания повышенных концентраций антител к окисленным липопротеидам низкой плотности (оЛПНП) во взаимосвязи с оЛПНП, антиинсулиновых антител с уровнем базальной секреции инсулина и С-пептида, блокирующих и стимулирующих антител к рецептору тиреотропного гормона гипофиза с уровнем содержания тиреотропина и тиреоидных гормонов, антител к аннексину V и аннексина V; дана повозрастная характеристика их содержания.
Впервые установлено, что реакция иммунной системы при синтезе аутоантител не отличается от таковых при активизации антителообразования на экзогенные антигены и сопровождается повышением TNF-, IL-1, IL-4, IL-6, IL-10, а также IgE и IgA.
Показано, что аутоантителообразование является многопрофильным физиологическим механизмом, участвующим в регуляции клеточной активности, метаболических процессов, функциональной активности гормонов, процессов некробиоза, апоптоза лимфоцитов.
Впервые представлено содержание растворимых маркеров апоптоза sAPO-1/Fas, sFasL и аннексина V во взаимосвязи с антителами к аннексину V и антителами к фосфатидилсерину у практически здоровых людей; показано, что активизация аутоиммунных реакций изменяет активность апоптоза.
Научно-практическая значимость работы. Выявленные в работе новые факты и закономерности являются теоретической базой для обоснования критериев риска аутосенсибилизации, прогноза развития метаболических заболеваний и гормональных дисфункций, а также разработки новых подходов к лечению на стадии доклинической манифестации заболевания.
Регистрация и анализ количественных изменений сывороточного содержания аутоантител являются удобным инструментом диагностики, мониторинга и долгосрочного прогноза развития метаболических, гормональных, воспалительных изменений, а также экологически зависимых иммунодефицитных состояний. Материалы диссертации использованы при подготовке обоснования районирования северных территорий.
Материалы диссертации могут быть использованы в научных исследованиях в области иммунологии, физиологии, клинической и экологической медицины. Новые сведения о содержании и спектре аутоантител у практически здоровых людей в возрастном аспекте рекомендуются для включения в учебный процесс медицинских академий, университетов на кафедрах физиологии, биологии, клинической иммунологии, внутренних болезней, а также на факультетах последипломного образования врачей.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практику работы медицинской компании «Биокор». Материалы диссертации вошли в учебные программы для студентов «Северного государственного медицинского университета», «Северного Арктического Федерального университета». Оформлен патент «Способ определения степени риска формирования атеросклероза» (рег.№2011141403 от 12.10.2011).
Апробация работы. Результаты исследований были представлены лично в виде устных и стендовых докладов на совместном заседании ученого совета СГМУ, ИФПА и ИЭПС УроРАН (Архангельск, 2005), I съезде физиологов СНГ (Дагомыс, 2005), Национальной конференции РААКИ «Аллергология и клиническая иммунология – междисциплинарные проблемы» (Москва, 2005), XIII Международном совещании по эволюционной физиологии (Москва, 2006), Х Всероссийском форуме с международным участием имени академика В.И.Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге», (С-Петербург,2006), VI съезде аллергологов и иммунологов СНГ (Москва, 2006), Всероссийской конференции, посвященной памяти проф. Н.Н. Кеворкова «Иммунитет и аллергия: от эксперимента к клинике» (Пермь, 2006г), ХХ съезде Физиологов России» (Москва, 2007), XI Всероссийском научном форуме с международным участием имени академика В.И.Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (С-Петербург, 2007), VIII конгрессе «Современные проблемы иммунологии, аллергологии и иммунофармакологии» (Москва, 2007), Всемирном конгрессе по иммунной регуляции (Давос, Швейцария, 2007), Национальной конференции РААКИ «Аллергология и клиническая иммунологи–междисциплинарные проблемы» (Москва, 2008), VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), Всемирном конгрессе по иммунной регуляции-II (Давос, Швейцария, 2008), Международной конференции «Аутоиммунитет в норме и патологии» (Москва, 2008), XIV Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2009), Национальной конференции «Аллергология и клиническая иммунология – практическому здравоохранению» (Москва, 2010), VII Конференции иммунологов Урала (Архангельск, 2009), VIII Конференции иммунологов Урала (Сыктывкар, 2010), IX Конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011).
Результаты работы обсуждены и одобрены на заседании ученого совета учреждения РАН Института физиологии природных адаптаций УрО РАН.
Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 35 научных публикациях, в том числе 3 статьи в зарубежных и 16 статей в российских рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 274 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы, включающей 104 отечественных и 219 зарубежных публикаций. Работа иллюстрирована 37 таблицами и 41 рисунком.
Диссертация выполнена в соответствии с планами НИР Учреждения Российской академии наук Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН по теме лаборатории экологической иммунологии «Физиологическая роль аутоантител в регуляции иммунно-эндокринных и метаболических процессов» (номер государственной регистрации 0120.0.507405) и «Выявление иммунных, эндокринных и метаболических маркеров возрастных перестроек функций человек, разработка методов сохранения работоспособности и продления активного периода жизни» (номер государственной регистрации 0120.0.951605).
