CC BY
60
© ШАГАРОВА С.Г., СМИРНОВА С.В.
УДК 612.017.1:616.24
ПОКАЗАТЕЛИ ИММУННОГО СТАТУСА И МЕТАБОЛИЗМ ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ
С.Г. Шагарова, С.В. Смирнова
НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН, директор - член-корр. РАМН,
В. Т. Манчук.
Резюме. В работе представлены данные исследования состояния иммунного статуса и метаболизма лимфоцитов крови при бронхиальной астме (БА) в зависимости от её клинико-патогенетического варианта. Концентрация цито-кинов при атопической БА (АБА) свидетельствует о преобладании Th2-цитокинов, при асматической триаде (АТ) - Th1. Показатели иммунного статуса подтвердили, что при АБА превалирует реагиновый тип аллергической реакции, а при АТ - патогенез неоднороден (псевдоатопия, цитотоксическая и иммунокомплексная гиперчувствительность). В лимфоцитах крови больных БА подавлены реакции цикла Кребса при активации транспорта кофермента. При АБА в лимфоцитах снижен антиоксидантный потенциал и активирован аминокислотный обмен.
Ключевые слова: аллергия, астма, цитокины, лимфоцит, метаболизм, иммунный статус.
Смирнова Светлана Витальевна - д.м.н., проф. заместитель директора НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН по научной работе; e-mail: [email protected]; тел.8 (391) 2280681.
Шагарова Светлана Геннадьевна - к.б.н., ученый секретарь НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН; e-mail: [email protected].
Бронхиальная астма (БА) гетерогенное заболевание, в большинстве случаев развитие которого связано с ^Е-опосредованными (атопическими) механизмами. На уровне популяции участие атопических механизмов доказано у 50% больных БА [1,10]. Особым клинико-патогенетическим вариантом БА является аспириновая астма, характеризующаяся развитием бронхоспастического синдрома после приёма ненаркотических анальгетиков и нестероидных противовоспалительных препаратов. Аспириновая астма входит в состав классического клинического неиммунологического (псевдоаллергического, псевдоатопическо-го) симптомокомплекса - астматической триады (АТ: непереносимость ненаркотических анальгетиков и нестероидных противовоспалительных препаратов, БА и полипозный синусит). Удельный вес АТ среди других форм бронхиальной астмы составляет от 10 до 40% [4]. Независимо от клинико-патогенетического варианта БА, истинного аллергического либо псевдоаллергического генеза, общим диагностическим критерием со стороны бронхов является воспаление. Аллергическое воспаление - результат дисбаланса продукции цитокинов Т-хелперами 1 типа (ТЫ) и Т-хелперами 2 типа (ТИ2) [8]. Стимуляторами образования цитокинов могут быть биологические, физические и химические раздражители [2,6]. 1Ь-12, 1БКу, 1Ь-4 участвуют в реакциях, которые лежат в основе формирования воспалительных процессов
Цель настоящего исследования: изучить концентрацию 1Ь-2, 1Ь-4, 1Ь-6, 1БКу в сыворотке крови, показатели иммунного статуса и особенности метаболизма лимфоцитов периферической крови при БА в зависимости от клиникопатогенетического варианта.
Материалы и методы
Обследовано 53 больных БА: 30 - атопической БА (АБА) и 23 - АТ. Все больные обследованы в период обострения заболевания. Контрольная группа -практически здоровые лица (п=100).
Концентрацию цитокинов в сыворотке периферической крови определяли методом иммуноферментного анализа («Cytimmun», США - IL-2, IL-4 и ООО «Протеиновый контур», Санкт-Петербург, Россия - IL-6, IFNy).
Популяционный и субпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови исследовали методом непрямой иммунофлуоресценции с использованием моноклональных антител к поверхностным рецепторам CD3, CD4, CD8, CD16, CD19, HLA-DR (ТОО «Сорбент», Москва, Россия). Рассчитывали индекс дифференцировки (ИД, процентное соотношение CD4+/CD8+). Концентрацию иммуноглобулинов (IgA, IgM , IgG) сыворотки крови определяли методом радиальной иммунодиффузии по G.Mancini (1965) с помощью антииммуноглобу-линовых сывороток (НПЦ «МедБиоСпектр», Москва, Россия). Содержание общего IgE сыворотки крови определяли иммуноферментным методом (ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск, Россия). Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) в сыворотке крови оценивали турбидиметрическим методом.
Определение активности НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах проводили биолюминесцентным методом [5]. Определяли активность следующих ферментов: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), глицерол-3-
фосфатдегидрогеназы (23ФДГ) аэробную и анаэробную реакции лактатдегид-рогеназы (ЛДГ), НАД+- и НАДН-зависимой малатдегидрогеназы (МДГ и НАДНМДГ), малик-фермента (НАДФМДГ), НАДФ+- и НАДФН-зависимой глутаматдегидрогеназы (НАДФГДГ и НАДФНГДГ), НАД+- и НАДН-зависимой глутаматдегидрогеназы (НАДГДГ и НАДНГДГ), НАД- и НАДФ+-зависимых изоцитратдегидрогеназ (НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ) и глутатионредуктазы (ГР). Активность дегидрогеназ выражали в ферментативных единицах на 104 клеток (1Е = 1 мкмоль/мин).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ «Statistica 6,0» (StatSoft Inc, USA). Нормальность распределений проверялась методом Колмогорова-Смирнова. Данные представлены в виде медианы (Ме), нижнего и верхнего квартилей (С25 - С75). Различия между группами оценивали с помощью критериев для независимых выборок Краске-
ла-Уоллиса (Н) и Манна - Уитни (и) с поправкой Бонферрони. Достоверными считались различия при р< 0,05.
Результаты и обсуждение
При АБА в сыворотке крови у больных в период обострения заболевания увеличено содержание цитокинов 1Ь-2, 1Ь-4, 1Ь-6, 1КЫу, по отношению к показателям группы контроля (табл.1). Полученные результаты свидетельствуют об участии в развитии и проявлении атопии цитокинов, продуцируемых как ТЫ-, так и ТИ2-лимфоцитами при несомненном превалировании содержания цитокинов, вырабатываемых ТИ2-клетками [9,11,12].
Таблица 1
Концентрация 1Ь-2,1Ь-4,1Ь-6 и ШМу (пг/мл) в сыворотке крови у больных АБА и АТ (Ме; С25-С75)
Примечания, здесь и далее: р1 - различия с контрольной группой; р2 - различия между группами больных АБА и АТ.
Показатели иммунного статуса также указывают на изменение как гуморальных, так и клеточных механизмов при АБА (табл.2). У больных АБА обнаружено снижение концентрации ]^М и повышение уровня ]^Е. Кроме того, выявлено увеличение абсолютного числа СБ3+-, СБ8+-лимфоцитов, относительной концентрации СБ4+-лимфоцитов, а также абсолютного и процентного содержания СБ16+- и ИЬА-ВЯ+-клеток в периферической крови, относительно показателей контроля. Высокая концентрация общего ]^Е в сыворотке крови свидетельствует о преобладании реагинового типа аллергической реакции при АБА [3,7].
При АТ установлено повышение концентрации 1Ь-2 и 1БКу в сыворотке крови, относительно контроля (табл.1). Найденные изменения отражают преобладание провоспалительных цитокинов (1Ь-2, 1КЫу), секретируемых преимущественно ТЫ-лимфоцитами [9]. Следует отметить, у больных АТ повышение со-
держания ЦИК, IgG и IgE в сыворотке крови, по отношению к величинам контроля (табл.2). Несмотря на достоверное повышение концентрации IgE относительно контроля, среднее значение её не превышает пределов общепринятых показателей нормы.
Таблица 2
Иммунологические показатели у больных АБА и АТ (Ме; С25-С75)
Со стороны клеточного звена иммунитета обнаружено повышение абсолютного и относительного содержания HLA-DR+-клеток в периферической крови, относительно контрольных показателей. Выявленные особенности в иммунном статусе, у наблюдаемых больных указывают на неоднородность патогенеза АТ: наряду с классической псевдоаллергией, связанной с нарушением метаболизма арахидоновой кислоты, возможно участие антителозависимой цитотоксической гиперчувствительности и иммунокомплексных механизмов [3,7].
Исследование показателей метаболизма лимфоцитов крови выявило ряд общих изменений для групп больных АБА и АТ, отражающих общность патогенеза БА (табл.3). В обеих группах обследованных больных обнаружено снижение активности МДГ и НАДФИЦДГ на фоне повышения НАДНМДГ по сравнению с параметрами контрольной группы. Следовательно, независимо от клинико-патогенетического варианта БА, в лимфоцитах крови наблюдаемых больных снижена интенсивность окислительных реакций цикла Кребса.
Активирован малат-аспартатный шунт, переносящий восстановленный кофермент НАДН в митохондрии для его окисления в дыхательной цепи.
Кроме того при АБА увеличена активность глутаматдегидрогеназы и снижен уровень ГР относительно контрольных величин. Повышение активности регуляторного фермента - глутаматдегидрогеназы, использующей в качестве ко-фермента НАД+, НАДН, НАДФ+ отражает активацию аминокислотного и, следовательно, белкового обменов, что приводит к снижению антиоксидантного потенциала лимфоцитов.
Таким образом, на основании анализа показателей иммунного статуса и метаболизма лимфоцитов крови выявлены закономерности характерные для каждого клинико-патогенетического варианта БА. Содержание цитокинов также имеет особенности в зависимости от клинико-патогенетического варианта: для АБА характерно преобладание выработки цитокинов ТИ2-лимфоцитами, тогда как для АТ - Th1. В основе патогенеза АБА превалирует реагиновый тип аллергической реакции, что подтверждают показатели иммунного статуса. Показатели иммунного статуса при АТ указывают на неоднородность патогенеза - наряду с классической псевдоатопией, связанной с нарушением метаболизма арахи-доновой кислоты, участие антителозависимой цитотоксической и иммуноком-плексной реакций гиперчувствительности. Исследование метаболизма лимфоцитов крови у больных истинной и псевдоаллергической БА позволило установить снижение реакций, определяющих функционирование цикла трикарбоно-вых кислот при активации транспорта кофермента. Кроме того, обнаружены характерные особенности метаболизма лимфоцитов для АБА, отражающие отличие патогенеза истинной аллергии: снижение антиоксидантного потенциала и активирование аминокислотного обмена.
THE IMMUNE STATUS AND LYMPHOCYTES METABOLISM IN
BRONCHIAL ASTHMA
S.G. Shagarova, S.V. Smirnova State Scientific Research Institute for Medical Northern Problems of Siberian Division of RAMS
Abstract. The paper presents study of immune status and blood lymphocytes metabolism in bronchial asthma (BA)in relation with its clinical and pathogenic variants. Concentration of cytokines in atopic BA testifies Th2 domination, at asthmatic triad -Th1. The indicators of immune status justified that in atopic BA reagine type of allergic reaction dominates. However at asthmatic triad pathogenesis is not homogenous (false atopia, cytotoxic and immunocomplex hypersensitivity). At BA in blood lymphocytes reactions of Krebs cycle are suppressed and coenzyme transport is acti-
vated. Decrease of lymphocytes antioxidant potential and activation of amino acid metabolism were found out at atopic BA.
Key words: allergy, asthma, cytokines, lymphocyte, metabolism, immune status.
Литература
1. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы. - М.: Атмосфера, 2002. - 160 с.
2. Дугарова И.Д., Анаев Э.Х., Чучалин А.Г. О роли цитокинов при бронхиальной астме // Пульмонология. - 2009. - №4. - С. 96-102.
3. Пыцкий В.И., Адрианова Н.В., Артомасова А.В. Аллергические заболевания, 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Триада-Х, 1999. - 470 с.
4. Рябова Л.В., Зурочка А.В. Различия каскада цитокинов у больных бронхиальной астмой в зависимости от стадии течения заболевания // Медицинская иммунология. - 2007. - Т.9, №4-5. - С.493-498.
5. Савченко А. А., Сунцова Л.Н. Высокочувствительное определение активности дегидрогеназ в лимфоцитах периферической крови человека биолюминесцентным методом // Лаб. дело. - 1989. - № 11. - С. 23-25.
6. Симбирцев А. С. Цитокины - новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление. - 2002. - Т.1, №1. - С.9-16.
7. Смирнова С.В. Аллергия и псевдоаллергия (к вопросам распространённости, этиологии, патогенеза, дифференциальной диагностики и терапии). - Красноярск: Гротеск, 1997. - 220 с.
8. Annunziato F., Romagnani S. Heterogeneity of human effector CD4+ T cells // Arthritis Res. Ther. - 2009. - Vol.11, №6. - Р.257-264.
9. Barrett N.A., Austen K.F. Innate cells and T helper 2 cell immunity in airway inflammation // Immunity. - 2009. - Vol.31, №3. - Р.425-437.
10. Buc M., Dzurilla M., Vrlik M. et al. Immunopathogenesis of bronchial asthma. // Arch. Immunol. Ther. Exp. - 2009. - Vol.57, №5. -Р.331-344.
11. Holgate S.T., Arshad H.S., Roberts G.C. et al. A new look at the pathogenesis of asthma // Clin. Sci. (Lond.). - 2009. - Vol. 118, №7. - Р. 439-450.
12. Nakajima H., Takatsu K. Role of cytokines in allergic airway inflammation // Int. Arch. Allergy Immunol. - 2007. - Vol. 142, №4. - P.265-273.
