CC BY
106
УДК 616.9 Краткое сообщение
взаимосвязь уровня циркулирующих цитокинов и МИКРОЭЛЕМЕНТОВ у больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом
Г. М. Хасанова — ГБОУ ВПО Башкирский ГМУ Минздравсоцразвития России, ассистент кафедры инфекционных болезней с курсом дерматовенерологии ИПО БГМУ, кандидат медицинских наук.
level of circulating cytokines and microelements in patients with hemorrhagic fever accompanied by renal syndrome
G. M. Khasanova — Bashkir State Medical University, Department of Infectious Diseases with Course of Dermatology, Assistant Professor, Candidate of Medical Science.
Дата поступления — 25.10.2011 г. Дата принятия в печать — 08.12.2011 г
Хасанова Г.М. Взаимосвязь уровня циркулирующих цитокинов и микроэлементов у больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом // Саратовский научно-медицинский журнал. 2011. Т. 7, № 4. С. 863-865.
Цель: изучение взаимосвязи между уровнем цитокинов (INF-y, TNF-a, IL-2, IL-4, IL-10) в крови больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом и концентрацией микроэлементов. Обследовано 292 больных среднетяжелой и тяжелой формы ГЛПС, находившихся на стационарном лечении, в возрасте 18-59 лет. Определение уровня цитокинов проводилось иммуноферментным методом с использованием реагентов ЗАО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск). Параллельно с исследованием показателей иммунитета изучали содержание микроэлементов в плазме крови с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS; Elan-9000, PerkinElmer, США) и атомно-эмиссионой спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES; 0ptima-2000 DV, PerkinElmer, США). Выявлены прямые корреляционные связи между цинком, селеном и уровнем IL-2; между свинцом, алюминием и уровнем TNF-a. Определены отрицательные корреляционные связи между концентрацией Al и и уровнем IF-y.
Ключевые слова: геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, цитокины, микроэлементы.
Khasanova G.M. Level of circulating cytokines and microelements in patients with hemorrhagic fever accompanied by renal syndrome // Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2011. Vol. 7, № 4. P. 863-865.
The research goal is to examine the interrelation of cytokines level (INF-y, TNF-a, IL-2, IL-4, IL-10) and concentration of microelements in blood of patients with hemorrhagic fever accompanied by renal syndrome. 292 patients aged 18-59 years have been examined.Enzyme immunodetection has been carried out by using reagents from «Vector-Best» (Novosibirsk). The content of microelements in blood plasma has been estimated by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS; Elan-9000, PerkinElmer, USA) and atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-OES; 0ptima-2000 DV, PerkinElmer, USA). A direct correlation between zinc, selenium, the level of iL-2 and lead, aluminum, the level of TNF-a has been found out. The negative correlation between aluminum concentration and the level of IF-y has been determined.
Key words: hemorrhagic fever with renal syndrome, cytokines, microelements.
Введение. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) — острая хантавирусная природно-очаговая инфекция, широко распространенная в различных регионах России и мира (Ма-газов Р Ш., 2006) [1]. В патогенезе ГЛПС иммунные механизмы занимают одно из ведущих мест. В последние годы проводится активное изучение цито-кинового статуса при геморрагической лихорадке с почечным синдромом [2-4]. Среди цитокинов, играющих ведущую роль в иммунопатогенезе ГЛПС, ряд авторов выделяют TNF-a и IL-1a. Публикаций об исследовании других цитокинов у больных хантави-русной инфекцией немного, и порой они носят противоречивый характер [2, 3]. Так, по данным одного автора, статистически значимое повышение IL-2 выявлено в олигурическом периоде только при тяжелом течении ГЛПС с наличием осложнений [2]; по данным другого автора, напротив, одним из прогностических признаков тяжелого и осложненного течения ГЛПС служит более низкий уровнь IL-2 с 4-го по 10-й день болезни [3].
Одним из факторов, влияющих на иммунитет, является обеспеченность макро- и микроэлементами. Однако исследований особенностей взаимоотношений между иммунитетом и обеспеченностью микроэлементами у больных ГЛПС не проводилось.
Учитывая изложенное, была поставлена цель работы: изучение взаимосвязей между концентрацией
Ответственный автор: Хасанова Гузель Миргасимовна.
Адрес: 450000, Башкортостан, Уфа, ул. Ленина, 3.
Тел.: 240-13-13.
E-mail: [email protected]
циркулирующих цитокинов и уровнем микроэлементов у больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом
Методы. Обследуемые больные ГЛПС (292 человек), находившиеся на стационарном лечении, были в возрасте от 18 до 59 лет Мужчины составили 82,5% (241 человек), женщины 17,5% (51 человек). Среди обследованных больных группу с тяжёлой формой ГЛПС составили 127 человек (43,5%), со среднетяжелой формой 165 человек (56,5%).
Для определения периода болезни мы руководствовались классификацией В. И. Рощупкина (1970), выделяя 4 периода: начальный, или лихорадочный (1-4-й день болезни), олигурический (5-9-й день болезни), полиурический (с 10-13-го по 15-21 -й день болезни) и реконвалесценции (с 22-го до 30-35-й день болезни). Следует подчеркнуть, что указанные сроки являются для каждого из периодов относительными и зависят от тяжести течения заболевания.
Контрольную группу составили 30 практически здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту
Определение уровня цитокинов (фактора некроза опухолей — альфа-, гамма-интерферона, интерлейкина-2, интерлейкина-4, интерлейкина-6, интерлейкина-10) проводилось иммуноферментным методом в Центральной научно-исследовательской лаборатории БГМУ Метод определения основан на «сэндвич»-варианте твердофазного иммунофер-ментного анализа с применением моно- и поликлональных антител. Для определения концентрации
цитокинов использовали наборы реагентов ЗАО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск).
Параллельно с исследованием показателей иммунитета изучали содержание микроэлементов в плазме крови. Оценивали концентрацию цинка, меди, селена, алюминия, свинца, ртути, кадмия, стронция с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS; Elan-9000, PerkinElmer, США) и атомно-эмиссионой спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES; 0ptima-2000 DV, PerkinElmer, США).
Математическую обработку результатов исследования проводили с использованием стандартного статистического пакета программ Statistica 7.0 for Windows. Среднее значение М и ошибку среднего значения m вычисляли в Microsoft Excel. Достоверность межгрупповых различий средних величин оценивали при помощи критерия Манна — Уитни. Степень взаимосвязи между признаками оценивали методом корреляционного анализа по Спирмену, путем вычисления коэффициента корреляции (r). Различия считались статистически значимыми при р<0,05.
Результаты. При ГЛПС наблюдаются выраженные изменения цитокинового статуса (таблица).
При среднетяжелой и тяжелой форме ГЛПС наибольшие концентрации TNF-a отмечаются в лихорадочном и олигурическом периодах, наибольшие концентрации IL-4 и IL-10 выявляются в олигурическом и полиурическом периодах. Через месяц после заболевания уровень данных цитокинов при среднетяжелой и тяжелой формах ГЛПС выше, чем в контрольной группе. У больных ГЛПС среднетяжелой и тяжелой формы отмечается снижение уровня INF-y и IL-2, более выраженное в олигурическом периоде тяжелой формы ГЛПС, с последующим нарастанием в полиурическом периоде. Через месяц после тяжелой формы ГЛПС уровень INF-y и IL-2 ниже, чем в контрольной группе.
Изучение микроэлементного статуса у больных ГЛПС в олигурическом периоде выявило повышение концентрации токсичных микроэлементов: алюминия, свинца, ртути, кадмия, стронция и снижение эссенциальных микроэлементов: цинка и селена, прямо коррелирующее с тяжестью течения болезни. В течение месяца после заболевания содержание
свинца и стронция оставалось повышенным, а уровень цинка и селена — сниженным, что требует дополнительной терапии для коррекции данных микро-элементозов.
При анализе взаимоотношений между концентрацией микроэлементов и цитокинов мы выявили наличие корреляционных связей: между содержанием цинка и уровнем 1Ь-2 существует прямая средняя связь г=0,68 при р<0,05; цинк находится в сильной обратной связи с TNF-a г=—0,71 при р<0,05; селен и ^-2 связаны прямой сильной связью г=0,7 при р<0,05; выявлена обратная сильная связь между концентрацией алюминия и уровнем IF-Y г=—0,72 при р<0,05; алюминий находится в сильной прямой связи с TNF-a г=0,74 при р<0,05; между концентрацией свинца и уровнем TNF-a выявлена положительная средняя связь г=0,61 при р<0,05.
Обсуждение. Повышение TNF-a в лихорадочный период и нарастание его в период олигурии закономерно, так как он опосредует многие гематологические и метаболические сдвиги, характерные для ответа организма на внедрение вируса: лихорадку, синтез острофазных белков и глюкокортикоидов, усиление процессов коагуляции, повышение проницаемости клеточных мембран, массивную капиллярную «протечку» (плазморрею). Фактор некроза опухолей а влияет на эндотелий, усиливает экспрессию на нем молекул адгезии, макрофаги, нейтрофилы, усиливает секрецию простагландинов, оказывает хемотакси-ческое действие на различные клетки [5].
В отличие от тNFa, другой провоспалительный цитокин IFN-Y снижался в лихорадочный период и был минимален в олигурическом периоде, особенно при тяжелой форме ГЛПС. Наиболее низкие уровни IFN-Y были выявлены при осложнениях ГЛПС, таких, как острая почечная недостаточность, ДВС-синдром, инфекционно-токсический шок. Снижение продукции IFN-Y указывает на сниженную активность Т-хелперов и NK-клеток, продуцирующих данный цитокин. Низкий уровень IFN-Y можно объяснить также снижением концентрации ^-2, которое отмечалось уже в лихорадочном периоде и было более выражено при тяжелой форме ГЛПС. Известно, что продукция усиливается под влиянием ^-2 [6]. На снижение уровня IFN-Y, возможно, влияет повышение секреции противовоспалительных цитокинов 1Ь-4 и
Содержание циркулирующих цитокинов у больных ГЛПС в зависимости от периода и тяжести болезни (М±т)
Период Форма тяжести INF - г пг/мл TNF - б пг/мл IL - 2 пг/мл IL - 4 пг/мл IL - 10 пг/мл
Контроль 10,2±1,15 2,4±0,2 7,8±0,71 3,64±0,32 12,2±1,1
Лихорадка Средняя Тяжелая р ~ ср-тяж 8,5±0,6 6,94±0,5* р<0,05 31,4±2,5* 44,6±3,2* р<0,05 7,1±0,6 5,4±0,5* р<0,05 5,13±0,5 7,94±0,7* р<0,05 40,6±3,4* 51,8±4,1* р<0,05
Олигуруический Средняя Тяжелая р ~ ср-тяж 5,87±0,5* 4,42±0,4* р<0,05 69,6±5,3* 89,4±6,2* р<0,05 4,23±0,4* 3,07±0,3* р<0,05 8,82±0,8* 11,69± 1,1 р<0,05 66,4±4,5* 81,9±6,1* р<0,05
Полиурурический Средняя Тяжелая р ~ ср-тяж 6,92±0,6* 4,52±0,3* р<0,05 45,3±4,1* 61,2±5,2* р<0,05 5,51±0,5* 4,14±0,4* р<0,05 10,91±1,1* 15,42±1,4* р<0,05 72,3±4,4* 86,9±5,3* р<0,05
Реконвалесценции Средняя Тяжелая р ~ ср-тяж 7,85±0,6 5,24±0,4* р<0,05 28,8±1,1* 39,3±3,2* р<0,05 6,2±0,5 5,24±0,4* р>0,05 8,96±0,8* 10,34±0,9* р>0,05 29,4±2,3* 46,4±4,2* р<0,05
Примечание: * — достоверность при сравнении с аналогичным показателем в контрольной группе, р<0,05.
IL-10, которое было выявлено начиная с лихорадочного периода, увеличивалось в олигурический период и достигало максимума в полиурический период.
Снижение концентрации селена и цинка в разгар ГЛПС можно объяснить повышенным расходом данных микроэлементов. У больных ГЛПС наблюдается усиление интенсивности процессов липо-пероксидации, что приводит к усиленному расходу антиоксидантных ферментов, например глютатион-пероксидазы [2]. А селен входит в активный центр глутатионпероксидазы, обеспечивающей разрушение избыточных перекисей в организме. Цинк необходим для синтеза антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы, который интенсивно расходуется в реакции нейтрализации супероксидного радикала в разгаре ГЛПС. Выраженный дефицит цинка видоизменяет характер распределения свинца между органами и тканями, снижает содержание его в скелете и повышает в печени и почках. Дефицит цинка и селена определяет повышенный выход токсичных микроэлементов из паренхимы почек за счет конкурентных взаимодействий [7].
Накопление токсичных металлов в период олигу-рии при ГЛПС можно объяснить также тем, что нарушается один из основных путей выделения микроэлементов — почки. В свою очередь, алюминий, свинец, ртуть, кадмий, стронций обладают нефро-токсичным действием и усиливают олигурию. Так, свинец непосредственно поражает эпителий почечных канальцев, при этом повреждаются преимущественно проксимальные канальцы, что отмечается снижением канальцевой реабсорбции [8].
Дефицит цинка отрицательно влияет на Т-систему иммунитета, что, возможно, связано с ферментативной ролью Zn в синтезе ДНК и делении клеток. Кроме того, тимулин (тимусный гормон), необходимый для созревания Т-лимфоцитов, — это цинк зависимым гормоном. Zn является мощным активатором Т-клеточного иммунитета. Он влияет на пролиферацию и некоторые функции Т-лимфрцитов, такие, как продукция ^^клетками цитокинов (IL-1, IL-2 и др.). Данный факт объясняет наличие прямой средней связи между содержанием цинка и уровнем IL-2.
Особенности цитокинового статуса (снижение уровня интерферона-y при нормальном содержании интерлейкина-4) свидетельствуют о подавлении функции Т-хелперов типа 1. Наличие обратной сильной связи между концентрацией алюминия и уровнем IF-y согласуется с данными M. S. Golub et al. (1993), которые были получены в экспериментах на мышах, находящихся на исскуственно обогащенной алюминием диете. Они выявили значительное снижение содержания Т-хелперов и синтез Т-лимфоцитами ряда цитокинов, характерных для ^^клеток [9].
Выводы:
1. У больных ГЛПС в олигурическом периоде выявлено повышение концентрации токсичных микроэлементов: алюминия, свинца, ртути, кадмия, стронция и снижение эссенциальных микроэлементов: цинка и селена, прямо коррелирующее с тяжестью течения болезни.
2. При ГЛПС наблюдаются выраженные изменения цитокинового статуса, коррелирующие с тяжестью течения болезни. При среднетяжелой и тяжелой формах ГЛПС наибольшие концентрации TNF-a
отмечаются в лихорадочном и олигурическом периодах, наибольшие концентрации IL-4 и IL-10 выявляются в олигурическом и полиурическом периодах.
3. Выявлены прямые корреляционные связи между цинком, селеном и уровнем IL-2; между свинцом, алюминием и уровнем TNF-a. Определены отрицательные корреляционные связи между концентрацией Al и и уровнем IF-y.
Библиографический список
1. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом: актуальные проблемы эпидемиологии, патогенеза, диагностики, лечения и профилактики / под ред. акад. АН РБ Р Ш. Магазова. Уфа: Гилем, 2006. 240 с.
2. Галиева А. Т. Патогенетическое значение оксида азота при геморрагической лихорадке с почечным синдромом: ав-тореф. дис. ... канд. мед. наук. Уфа, 2004. 22 с.
3. Иванис В. А, Маркелова Е. В. Роль цитокинов в иммунопатогенезе геморрагической лихорадки с почечным синдромом в регионе циркуляции разных серотипов хантавиру-са / // Цитокины и воспаление. 2004. Т. 3, № 1. С. 39-43.
4. Linderholm M., Ahlm C, Settergren B. Elevated plasma levels of tumor necrosis factor (TNF) — alpha, soluble TNF receptors, interleukin (IL) — 6, and IL-10 in patients with hemorrhagic fever with renal syndrome // J. Infect. Dis. 1996. Vol. 173, № 1. P. 38-43.
5. Носик Н. Н. Цитокины при вирусных инфекциях // Вопр. вирусологии. 2000. № 1. С. 4-10.
6. Ярилин А. А. Основы иммунологии: учебник. М.: Медицина, 1999. 608 с.
7. Роль нарушений микроэлементного гомеостаза в развитии тубулоинтерстициального нефрита у детей / Т. П. Макарова, С. В. Мальцев, В. С. Валиев // Педиатрия. 2001. № 6. С. 23-26.
8. Renal effects in children living in the vicinity of a lead smelter / A. M. Bernard, A. Vyskocil, H. Roels [et al.] // Environ-Res. 1995. № 2 P. 91.
9. Influence of dietary aluminium on cytokine production by mitogen-stimulated spleen cells from Swiss Webster mice / M. S. Golub, P. T. Takeuchi, M. E. Gershvin [et al.] // Immunopharmacol, immunotoxicol. 1993. Vol. 15, № 5. P 605-619.
Translit
1. Gemorragicheskaja lihoradka s pochechnym sindromom: aktual'nye problemy jepidemiologii, patogeneza, diagnostiki, lechenija i profilaktiki / pod red. akad. An RB R. Sh. Magazova. Ufa: Gilem, 2006. 240 s.
2. Galieva A. T. Patogeneticheskoe znachenie oksida azota pri gemorragicheskoj lihoradke s pochechnym sindromom: avtoref. dis. ... kand. med. nauk. Ufa, 2004. 22 s.
3. Ivanis V.A, Markelova E. V. Rol' citokinov v immunopa-togeneze gemorragicheskoj lihoradki s pochechnym sindromom v regione cirkuljacii raznyh serotipov hantavirusa / // Citokiny i vospalenie. 2004. T. 3, № 1. S. 39-43.
4. Linderholm M., Ahlm C, Settergren B. Elevated plasma levels of tumor necrosis factor (TNF) — alpha, soluble TNF receptors, interleukin (IL) — 6, and IL-10 in patients with hemorrhagic fever with renal syndrome // J. Infect. Dis. 1996. Vol. 173, № 1. P. 38-43.
5. Nosik N. N. Citokiny pri virusnyh infekcijah // Vopr. virusologii. 2000. № 1. S. 4-10.
6. Jarilin A.A. Osnovy immunologii: uchebnik. M.: Medicina, 1999. 608 s.
7. Rol' narushenij mikrojelementnogo gomeostaza v razvitii tubulointersticial'nogo nefrita u detej / T. P. Makarova, S. V. Mal'cev, V. S. Valiev // Pediatrija. 2001. № 6. S. 23-26.
8. Renal effects in children living in the vicinity of a lead smelter / A. M. Bernard, A. Vyskocil, H. Roels [et al.] // Environ-Res. 1995. № 2 P. 91.
9. Influence of dietary aluminium on cytokine production by mitogen-stimulated spleen cells from Swiss Webster mice / M. S. Golub, P. T. Takeuchi, M. E. Gershvin [et al.] // Immunopharmacol, immunotoxicol. 1993. Vol. 15, № 5. P 605-619.
