Морфофункциональные изменения иммуной системы мышей Balb/c и C57Bl/6 при введении липополисахарида

Актуальность проблемы: Изучению патогенетических механизмов, эндотоксикоза посвящено большое количество работ (Мишнев О. Д., Щегол ев А.И., 1998; Мишнев О. Д. и др., 2003; Новочадов В. В., 2004; Писарев В. Б. и др., 2004; ЯковлевМ.Ю., 2005; Tran D.D. et al., 1990; Bone R.C., 1996). Ведущая, роль в развитии эндотоксикоза принадлежит бактериальному эндотоксину и его компоненту — липополисахариду (ЛПС), который отличается от эндотоксина отсутствием белкового компонента. Основным источником ЛПС в организме человека является1 Е. coli* - основной представитель грамотрицательной микрофлоры кишечника (Бондаренко В.М. и др., 2002). Эндотоксинемияприводит к выраженным патологическим изменениям органов и систем с развитием синдрома полиорганной недостаточности, респираторного дисстресс-синдрома, ДВС-синдрома, представляющих угрозу для жизни больного (Новочадов В.В., Писарев В. Б., 2005; Hurley J-C., 1995; Bone R.C., 1991, 1996).

Эндотоксин выявляется у здоровых лиц в общей гемоциркуляциив- низких концентрациях, он оказывает активирующее действие на иммунную систему (Малов В.А. и др., 1994; Яковлев М. Ю., 2005). Однако, работы, посвященные изучению влияния на организм ЛПС в дозах, не вызывающих патологических изменений, в литературе немногочисленны. Они ограничиваются* работами М. Ю. Яковлева (2005), И. А. Аниховской и др., (2005), В. Н. Чернецова и др. (2005), О.Н. Опариной' и др., (2005), в которых изучено состояние антиэндотоксинового иммунитета при* различных стрессорных нагрузках. В работе K.L. Williams (2001) показано, что ЛПС в наномолярных. концентрациях индуцирует воспалительные, сосудистые и иммунологические реакции.

В литературе отсутствуют работы, посвященные изучению индивидуальных различий морфофункциональных изменений органов иммунной системы, органов-мишеней и состояния антиэндотоксинового иммунитета в ответ на введение разных доз ЛПС. Остается неясным вопрос об особенностях реакции на JUIG особей с преимущественно Th-1 (клеточным)-и Th-2 (гуморальным) типом иммунного ответа: По данным Н. Watanabe et al. (2004), у мышей BALB/c (преимущественно Th-2 тип иммунного ответа) по сравнению с C57BL/6 (преимущественно" Th-1 тип иммунного ответа), действие ЛПС характеризуется менее выраженной активацией бактерицидных систем макрофагов и более выраженным системным воспалительным ответом: Вышеизложенное диктует необходимость изучения морфофункциональных изменений иммунной системы в ответ на введение ЛПС в зависимости от иммуногенотипа.

Цель исследования — изучение морфофункциональных изменений иммунной системы при введении липополисахарида у мышей BALB/c и C57BL/6, соответственно, с преимущественно Th-2 и Th-1 типом иммунного ответа.

Задачи исследования.

1. Для оценки выраженности стресс-реакции исследовать! динамику изменения уровня кортизола в сыворотке кровщ уровень перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной защиты в гомогенатах печени мышей BALB/c и C57BL/6 при введении липополисахарида в дозах, вызывающих адаптивные и дизадаптивные реакции.

2. Охарактеризовать морфологические изменения органа-мишени печени у мышей BALB/c и C57BL/6 при введении разных доз липополисахарида.

3. Оценить реакцию нейтрофилов периферической крови у мышей BALB/c и C57BL/6 при введении разных доз липополисахарида.

4. Определить уровень эндотоксина и антиэндотоксиновых антител (антител к липополисахариду Е. coli) в сыворотке крови мышей BALB/c и C57BL/6 при введении разных доз липополисахарида.

5. Провести морфологическое и морфометрическое исследование тимуса и селезенки у мышей ВАЬВ/с и С57В1У6 при введении разных доз липополисахарида.

6. Определить уровень продукции цитокинов ФНО-а, ИЛ-1(3, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10 активированными конканавалином, А спленоцитами мышей ВАЬВ/с и С57В1У6 при введении разных доз липополисахарида.

Научная новизна. Выявлены иммуногенотипически обусловленные морфофункциональные различия реакции иммунной системы и органа-мишени печени на введение липополисахарида, которые определяются преобладанием клеточного" (ТЬ-1) илигуморального (ТИ-2) иммунного ответа.

При адаптивных реакциях на липополисахарид, независимо от преобладания клеточного или гуморального иммунного ответа, увеличивается уровень кортизола в сыворотке крови, отмечаются адаптивные изменения системы перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты, выявляется активация нейтрофилов. Уровень антиэндотоксиновых антител увеличивается" при* преобладании гуморального ответа, а при преобладании клеточного — нормализуется.

Адаптивная реакция на липополисахарид независимо от типа I иммунного ответа сопровождается гиперплазией Ви Т-зон селезенки и преходящим снижением уровня продукции провоспалительных цитокинов ФНО-а и ИЛ-6. При преобладании ТЬ-1 типа иммунного ответа выявлена недостаточность гуморальных реакций4 на липополисахарид: снижение уровня ИЛ-4 и отсутствие повышения-уровня антител к эндотоксину.

Дизадаптивная реакция на липополисахарид, моделируемая подкожным введением липополисахарида с ДЭАЭ-сефарозой, характеризуется дистрофическими изменениями органа-мишени печени, увеличением уровня антител к эндотоксину, снижением уровня провоспалительных цитокинов ФНО-а и ИЛ-6, и уровня"ИЛ-2, определяющего развитие клеточных реакций.

Выраженность повреждающего эффекта липополисахарида, зависит от иммуногенотипа: при преимущественно ТЬ-1 по сравнению с ТЬ-2 типом иммунного ответаболее выражены повреждения! печени, снижен уровень гуморального ответа на липополисахарид, одним' из органов-мишеней становится тимус.

Научно-практическая значимость. Полученные в работе данные о межлинейных иммуногенотипических морфофункциональных различиях реакции иммунной системы на введение липополисахарида в дозах, вызывающих развитие адаптивных и дизадаптивных реакций, послужат основой для разработки индивидуальных критериев ^ прш выделении групп риска развития заболеваний и синдромов, которые являются следствием эндотоксинемии.

При преимущественно ТЬ-1 типе иммунного ответа, в. отличие от ТЬ-2 типа, дизадаптивные реакции на липополисахарид характеризуются, более выраженными повреждениями органов-мишеней печени и тимуса. Выраженность реакции на липополисахарид можно прогнозировать по морфофункциональным. изменениям иммунной системы. В1 качестве прогностического критериям может быть использовано, определение уровня ИЛ-4 в ответ на физиологическую дозу липополисахарида: у особей с преимущественно ТЬ-1 типом иммунного ответа уровень ИЛ-4 снижается, что позволяет прогнозировать более тяжелое течение эндотоксикоза.

Разработанная модель хронической’эндотоксинемии, воспроизводимая подкожным введением ДЭАЭ-сефарозы. с. липополисахаридом, которая обеспечивает пролонгированное поступление липополисахарида в кровоток, может быть использована дляоценки индивидуальных различий реакции на липополисахарид.

Внедрение. Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры клеточной биологии и гистологии Биологического факультета Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Морфофункциональные изменения иммунной системы при воздействии липополисахаридав дозах, вызывающих адаптивные и дизадаптивные реакции.

выводы.

1. Выявлены иммуногенотипически обусловленные морфо-функциональные различия реакции иммунной системы и органов-мишеней на введение липополисахарида.

2. Развитие адаптивных реакций на липополисахарид (доза 250 мкг/кг), независимо от преобладания ТЬ-1 или ТЬ-2 типа иммунного ответа, характеризуется увеличением уровня кортизола в сыворотке крови, адаптивными изменениями в системе перекисного окисления липидов и ферментов антиоксидантной защиты, увеличением процентного содержания нейтрофилов в крови и их функциональной активацией, преходящим увеличением числа нейтрофилов и лимфоцитов в дольках печени.

3. При срочной адаптации в ответ на введение липополисахарида у мышей обеих линий на 1-е сутки отмечается повышение уровня эндотоксина в периферической крови, которое сопровождается снижением уровня антител к нему. На 14-е сутки после введения липополисахарида уровень антител к эндотоксину у мышей ВАЬВ/с увеличивается, а у мышей С57ВЬ/6 нормализуется.

4. Морфофункциональные изменения иммунной системы при развитии адаптивной реакции на липополисахарид у мышей обеих линий характеризуются гиперплазией Ви Т-зон селезенки и преходящим снижением (на 1-е сутки) продукции ИЛ-6 и ФНО-а, обусловленной престимуляцией липополисахаридом. При преимущественно ТЬ-1 типе иммунного ответа у мышей С57ВЬ/6 выявлена недостаточность гуморальных реакций на липополисахарид: снижение уровня ИЛ-4 и отсутствие повышения уровня антител к эндотоксину.

5. При подкожном введении липополисахарида (доза 25 мг/кг) с сефарозой у мышей ВАЬВ/с и С57ВЬ/6 развивается дизадаптивная реакция, характеризующаяся дистрофическими изменениями органа-мишени печени, более выраженными у мышей С57ВЬ/6.

6. Дизадаптивная реакция в ответ на введение липополисахарида характеризуется увеличением на 1−7-е сутки у мышей обеих линий уровня эндотоксина в сыворотке крови (ВАЬВ/с — в 21,3 раза, С57ВЬ/6 — в 20,6 раз). Уровень антител к эндотоксину в эти сроки снижается, а на 14-е сутки он возрастает у мышей обеих линий.

7. Морфофункциональные изменения иммунной системы при дизадаптивной реакции на липополисахарид у мышей ВАЬВ/с и С57ВЬ/6 различаются. В тимусе у мышей С57ВЬ/6 на 1-е сутки после введения липополисахарида выявляется опустошение коры за счет гибели клеток, а у мышей ВАЬВ/с развивается акцидентальная инволюция 2−3 стадии. В селезенке мышей С57ВЬ/6 на 7—14-е сутки после введения липополисахарида развивается гиперплазия Ви Т-зон, в то время как у мышей ВАЬВ/с в эти же сроки наблюдается гиперплазия только Т-зоны.

8. Изменения цитокинового профиля при дизадаптивной реакции в ответ на введение липополисахарида характеризуются снижением у мышей обеих линий уровня провоспалительных цитокинов ФНО-а и ИЛ-10 и уровня ИЛ-2, определяющего развитие клеточных реакций. Уровень ИЛ-4, регулирующего гуморальные реакции, достоверно снижается только' • у мышей С57ВЬ/6.