Влияние женских половых стероидных гормонов на механизмы внутри- и внеклеточной бактерицидности фагоцитирующих клеток Смирнова, Татьяна Георгиевна

Введение к работе

Актуальность исследования

Беременность является одним из загадочных феноменов иммунологии репродукции [Ширшев С.В., 1996], развитие которой находится под гормональным контролем желез внутренней секреции организма матери и развивающегося плода [Тимошенко Л.В., 1981]. При беременности продукция многих гормонов возрастает, появляются гормоны, которые ранее не синтезировались в организме женщины. В результате происходит образование новых взаимосвязей иммунной и гуморальной систем, новых уровней взаиморегуляции.

В настоящее время известно, что помимо обладания таким общеизвестным свойством как эндокринная и паракринная регуляция, гормоны выполняют важную функцию иммуномодуляторов, обеспечивая взаимодействие и согласованность работы иммунной и эндокринной систем в ходе оплодотворения и наступающей затем беременности [Гадиева Ф.Г., 2001].

Согласно современным представлениям, изменения в иммунной системе беременной женщины сложны и разнообразны, они обеспечивают не только фетопротекцию, но и эффективную противоинфекционную защиту. Факторы врожденного иммунитета обладают способностью немедленно реагировать на патоген и определяют барьерную функцию пограничных тканей, особенно слизистой [Ширшев С.В., 2009].

Фагоциты (нейтрофилы и моноциты/макрофаги) — основная группа клеток системы врожденного иммунитета, которые могут оказывать свое действие на объект, вызвавший их активацию, реализуя механизмы внутри - или внеклеточной бактерицидности. К механизмам внутриклеточной бактерицидности относится фагоцитоз, т.е. захват и уничтожение объекта в фаголизосомах. Один из механизмов внеклеточной бактерицидности, реализуемый фагоцитами - это внеклеточный киллинг, т.е. выделение наружу биологически активных продуктов, которые оказывают цитотоксическое, бактерицидное действие. Совсем недавно (в 2004 году) зарубежными учеными был открыт и расшифрован еще один механизм внеклеточной бактерицидности и уничтожения патогенов - формирование нейтрофильных внеклеточных ловушек [Brinkmann V. et al., 2004]. Данный процесс характеризуется тем, что катионные антимикробные пептиды и протеины нейтрофилов смешиваются с хроматином и высвобождаются во внеклеточное пространство, обеспечивая высокую местную концентрацию антимикробных продуктов нейтрофилов и, в то же время, минимизируют тканевое повреждение посредством связывания гранулярных ферментов [Долгушин И.И. и др., 2009].

С 2010 года, после того как немецкими учеными были обнаружены моноцитарные и макрофагальные внеклеточные ловушки при воздействии наночастиц [Matthias B. et al., 2010], началось их изучение и активно продолжается на сегодняшний день. Моноцитарные и макрофагальные внеклеточные ловушки образуются в ответ на различные активаторы бактериальной и небактериальной природы [Aulik N.A. et al., 2012; Chow O. et al., 2010; Jonsson B., 2009; Matthias B. et al., 2010; Webster J. et al., 2010]. Показано, что они, также как и нейтрофильные внеклеточные ловушки, состоят из ДНК с солокализованными на ней гистонами, и для их формирования необходима активность НАДФ - оксидазы [Aulik N.A. et al., 2012; Jonsson B., 2009].

Биологическая роль стероидных гормонов в развитии беременности велика, поэтому изучение их влияния на клетки врожденного иммунитета, которые являются важным фактором защиты репродуктивной системы женщины от инфекций, на сегодняшний день актуально.

Цель исследования

Изучить in vitro влияние женских половых стероидных гормонов на функциональную активность нейтрофилов и моноцитов.

Задачи исследования

1. Исследовать фагоцитоз, внутриклеточный кислородзависимый метаболизм, количество внеклеточных ловушек нейтрофилов и моноцитов, выделенных из периферической крови женщин в разные фазы менструального цикла.

2. Оценить дозозависимый эффект половых стероидных гормонов (эстриола, эстрадиола, прогестерона) на фагоцитоз, внутриклеточную кислородзависимую бактерицидность, формирование внеклеточных ловушек нейтрофилами и моноцитами, выделенными из периферической крови здоровых небеременных женщин в первую и вторую фазы менструального цикла.

3. Изучить совместное действие каждого из гормонов (эстриола, эстрадиола, прогестерона) с пирогеналом на фагоцитоз, внутриклеточную кислородзависимую бактерицидность, формирование внеклеточных ловушек нейтрофилами и моноцитами, выделенными из периферической крови здоровых небеременных женщин в первую и вторую фазы менструального цикла.

Научная новизна

В работе впервые изучено влияние женских половых стероидных гормонов на формирование внеклеточных ловушек нейтрофилами и моноцитами, выделенными из периферической крови, in vitro. Обнаружено стимулирующее действие изучаемых гормонов на экструзию ДНК во внеклеточное пространство.

Выявлены отличия в функциональной активности нейтрофилов и моноцитов, выделенных из периферической крови женщин в первую и вторую фазы менструального цикла: у женщин во вторую фазу менструального цикла происходит увеличение фагоцитарной активности, снижение внутриклеточной кислородзависимой бактерицидности нейтрофилов, а также увеличение количества внеклеточных ловушек моноцитов.

Установлено, что эстриол, эстрадиол и прогестерон в концентрациях, характерных для беременности, по отдельности и в комбинации с пирогеналом по-разному модулируют функциональную активность нейтрофилов и моноцитов, выделенных из периферической крови женщин в первую и вторую фазы менструального цикла. Обнаружено, что половые стероидные гормоны увеличивают фагоцитоз и снижают внутриклеточную кислородзависимую бактерицидность нейтрофилов, выделенных у женщин в первую фазу менструального цикла. У женщин во вторую фазу прогестерон в минимальной дозе уменьшает фагоцитоз и активность индуцированного НСТ-теста нейтрофилов. Установлено также, что независимо от фазы цикла эстриол стимулирует формирование нейтрофильных внеклеточных ловушек, максимальный эффект наблюдается в средней концентрации гормона. Эстрадиол и прогестерон в первую фазу менструального цикла статистически значимо увеличивают количество нейтрофильных ловушек в минимальной и средней концентрациях, а во вторую фазу - в средней концентрации по сравнению с контролем.

Изучаемые гормоны не влияют на фагоцитоз моноцитов периферической крови женщин независимо от фазы цикла. Эстрогены увеличивают внутриклеточную кислородзависимую бактерицидность моноцитов периферической крови, выделенных у женщин в первую фазу менструального цикла. У женщин во вторую фазу прогестерон в минимальной концентрации уменьшает показатели спонтанного НСТ-теста, а эстриол в средней дозе увеличивает показатели спонтанного НСТ-теста моноцитов периферической крови. Также определено, что женские половые стероидные гормоны в первую фазу менструального цикла статистически значимо увеличивают количество моноцитарных ловушек во всех концентрациях, а во вторую фазу - в минимальной и средней концентрациях.

Пирогенал независимо от фазы цикла стимулирует образование внеклеточных ловушек нейтрофилами и моноцитами, а также увеличивает показатели индуцированного НСТ-теста моноцитов, выделенных из периферической крови. У женщин в первую фазу менструального цикла пирогенал увеличивает фагоцитоз, а во вторую фазу - показатели индуцированного НСТ-теста нейтрофилов, выделенных из периферической крови.

Несмотря на стимулирующее действие пирогенала в отношении функциональной активности нейтрофилов и моноцитов, выделенных из периферической крови, при комбинации каждого из гормонов с пирогеналом происходит снижение фагоцитоза и внутриклеточной кислородзависимой бактерицидности фагоцитов по сравнению с эффектом одного пирогенала.

Теоретическая и практическая значимость работы

Проведенные исследования позволяют расширить представление о роли стероидных гормонов в антимикробной защите организма беременной женщины и определить их действие на некоторые функции клеток врожденного иммунитета - нейтрофилы и моноциты, не только в физиологических условиях, но и в условиях повышенной бактериальной нагрузки, которые моделировались in vitro путем добавления пирогенала - бактериального липополисахарида.

Положения, выносимые на защиту

3. 1. Эстриол, эстрадиол, прогестерон, а также пирогенал стимулируют формирование внеклеточных ловушек нейтрофилами и моноцитами, выделенными из периферической крови.

   2. Женские половые стероиды увеличивают фагоцитарную и снижают внутриклеточную кислородзависимую бактерицидную активность нейтрофилов чистой фракции.

   3. Эстриол, эстрадиол и прогестерон не влияют на фагоцитоз моноцитов, выделенных их периферической крови. Эстрогены стимулируют внутриклеточную кислородзависимую бактерицидность моноцитов мононуклеарной фракции.

   4. Независимо от модулирующего действия стероидного гормона (эстриола, прогестерона, эстрадиола) и эффекта пирогенала в отношении внутриклеточной кислородзависимой бактерицидности и фагоцитоза нейтрофилов и моноцитов, выделенных из периферической крови, их совместная инкубация приводит к подавлению функциональной активности нейтрофилов и моноцитов по сравнению с моноэффектом пирогенала.

   Внедрение результатов исследования

   Результаты исследований внедрены в лабораторную практику НИИ иммунологии ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия» Минздрава России и используются в учебном процессе на кафедре микробиологии, вирусологии, иммунологии и клинической лабораторной диагностики ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия» Минздрава России.

   Апробация работы

   Основные положения диссертации доложены, обсуждены и опубликованы на II Международной (IX итоговой) научно-практической конференции молодых ученых (Челябинск, 2011); IX Конференции Иммунологов Урала, посвященной 90-летию профессора Льва Яковлевича Эберта (Челябинск, 2011); III Международной (X итоговой) научно- практической конференции молодых ученых (Челябинск, 2012); научно- практической всероссийской конференции (школы-семинара) молодых ученых (Тольятти, 2012).

   Объем и структура и диссертации

   Работа изложена на 167 страницах текста, иллюстрирована 38 таблицами, 9 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследования, трех глав собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, содержащего 256 источников, в том числе 74 отечественных и 182 зарубежных.

   Публикации

   По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 11 из перечня изданий, рекомендованных ВАК РФ.

   Похожие диссертации на Влияние женских половых стероидных гормонов на механизмы внутри- и внеклеточной бактерицидности фагоцитирующих клеток

   Влияние мезенхимальных стромальных клеток на иммунную реконституцию в посттрансплантационном периоде у больных лимфомамиБаторов, Егор Васильевич

   

   Влияние факторов острой фазы воспаления на активацию базофилов и тучных клеток человека in vitroПронина, Анастасия Павловна

   Влияние факторов экзогенного и эндогенного происхождения на функциональную активность гемопоэтической стволовой клетки в норме и при аутоиммунной патологииФеофанова, Наталья Александровна

   

   Влияния факторов экзогенного и эндогенного происхождения на функциональную активность гемопотической стволовой клетки в норме и при аутоиммунной патологииФеофанова Наталья Александровна

   

   Влияние паратиреоидного гормона на кроветворные и стромальные клетки-предшественникиСвинарева Дарья Анатольевна

   

   Влияние соматотропного гормона и интерлейкина-1 на функции фагоцитирующих клеток и его анализ у детей в зависимости от возрастаКалашникова Надежда Сергеевна

   Влияние клеток иммунной системы на гистофизиологию тонкой кишки мыши в условиях органного культивирования IN VITRO : Экспериментальное исследованиеФедянов, Андрей Викторович

   

   Влияние клеток трофобласта на пролиферацию и апоптоз Т-лимфоцитовБабайкина Ольга Николаевна

   

   Цитокиновый профиль Т-лимфоцитов новорожденных и влияние барьерных клеток плаценты на продукцию цитокиновЛомунова Мария Андреевна

   

   Изменение функциональной активности иммунокомпетентных, нервных и гладкомышечных клеток под влиянием различных лигандов при аллергических процессахБурлаков Георгий Викторович