Експресія Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами у практично здорових осіб, що зазнали впливу факторів аварії на ЧАЕС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

03.00.13 - Фізіологія людини і тварин

Експресія Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами у практично здорових осіб, що зазнали впливу факторів аварії на ЧАЕС

Соколенко Вадим Леонідович

Київ-1998 р.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Черкаському державному університеті ім. Богдана Хмельницького.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор, Баєва Олена Вікторівна Черкаський інститут управління бізнесом зав. кафедрою менеджменту медичного обслуговування

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук Алексєєва Ірина Миколаївна Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця зав відділом імунології і цитотоксичних сироваток

доктор біологічних наук Мінченко Жанна Миколаївна Інститут клінічної радіології АМН України керівник лабораторії тканинного титрування і цитохімії

Провідна установа: Інститут геронтології АМН України, м. Київ

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор біологічних наук З.О. Сорокіна-Маріна

Анотація

антиген гіпоксія лімфоцит кров

Соколенко В.Л. Експресія Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами у практично здорових осіб, що зазнали впливу факторів аварії на ЧАЕС. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 1998.

Дисертацію присвячено питанням стану клітинного імунітету населення України, що зазнало дії факторів аварії на Чорнобильській АЕС, через 7-10 років після катастрофи. У дисертації використано імунофлуоресцентний метод дослідження експресії Т-клітинних поверхневих маркерів. Встановлено, що в осіб, що зазнали як гострої, так і хронічної дії малих доз іонізуючої радіації, спостерігається модифікація, порівняно з контролем, експресії поверхневих антигенів Т-лімфоцитів. Це проявляється у зниженні процентного вмісту зрілих CD3+ -, CD5+ -Т-клітин, імунорегуляторного індексу CD4+/CD8+, проценту натуральних кілерних клітин з фенотипом CD3-16+56+ та підвищенні процентного вмісту лімфоцитів з фенотипами CD4+CD25+ та CD4+HLA-DR+. Виявлено корекцію показників клітинного імунітету у мешканців територій посиленого радіоекологічного контролю після сеансів нормобаричної гіпоксії і мінерало-, полівітамінотерапії. Основні результати праці можуть служити теоретичною основою для розробки методів імунокорекції у населення, що зазнало дії факторів аварії на ЧАЕС.

Ключові слова: експресія CD3, CD5, CD4, CD8, CD16, СD56, CD25, HLA-DR -Т-клітинних антигенів, фактори аварії на ЧАЕС, іонізуюче опромінення, нормобарична гіпоксія, мінерало-, полівітамінотерапія.

Аннотация

Соколенко В.Л. Экспрессия Т-клеточных поверхностных маркеров лимфоцитами у практически здоровых лиц, подвергшихся влиянию факторов аварии на ЧАЭС. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев, 1998.

Диссертация посвящена вопросам состояния клеточного иммунитета населения Украины, подвергшегося воздействию факторов аварии на Чернобыльской АЭС, через 7-10 лет после катастрофы. В диссертации использован иммунофлуоресцентный метод исследования экспрессии Т -клеточных поверхностных маркеров. Установлено, что у лиц, подвергшихся как острому, так и хроническому воздействию малых доз ионизирующей радиации, наблюдается моддификация, сравнительно с контролем, экспрессии поверхностных антигенов Т-лимфоцитов. Это проявляется в снижении процентного содержания зрелых CD3+ -, CD5+ -Т-клеток, иммуно-регуляторного индекса CD4+/CD8+, процента натуральных киллерных клеток с фенотипом СD3-16+56+ и увеличении процентного содержания лимфоцитов c фенотипами CD4+CD25+ и CD4+HLA-DR+. Выявлено коррекцию показателей клеточного иммунитета у жителей территорий усиленного радиоэкологического контроля после сеансов нормобарической гипоксии и минерало-, поли-витаминотерапии. Главные результаты работы могут служить теоретическим основанием для разработки методов иммунокоррекции у населения, подвергшегося воздействию факторов аварии на ЧАЭС.

Ключевые слова: экспрессия CD3, CD5, CD4, CD8, CD16, CD56, CD25, HLA-DR -Т-клеточных антигенов, факторы аварии на ЧАЭС, ионизирующее облучение, нормобарическая гипоксия, минерало-, поливитамино-терапия.

Annotation

Sokolenko V.L. T cells surface markers expression of lymphocytes of people, injured by effect of accident factors of CAS. Manuscript.

Thesis for a candidates degree of biological sciences by speciality 03.00.13 - Physiology of a human being and animals. - The Institute of Physiology of Academy of Sciences of Ukraine, named after O.O. Bogomolets, Kyiv, 1998.

The dissertation deals with research of cellular immunity state of people injured by the effect of atomic accident in Chornobyl in 7-10 years later. The immunofluorescent method analysis of T cells surface markers expression was used. Data obtained show that there was revealed T cells surface antygen modification of people, injured in acute and chronical exposure by low doses of the ionizing radiation comparatively with control. Such state are manifested in rated decrease of CD3+ and CD5+ mature T cells, immuno-regulating index (CD4+/CD8+ ratio), CD3-16+56+ natural killer cells and rated increase cells with CD4+CD25+ and CD4+HLA-DR+ phenotype. The revealed changes correction by means of normobaric hypoxia and mineral-, polyvitaminotherapy seances were observed. The results of the work obtained may be of theoretical basis for immunocorrection of people injured to effect by accident factors of CAS.

Key words: CD3, CD5, CD4, CD8, CD16, CD56, CD25, HLA-DR T cells antigens expression, factors of CAS accident, ionizing radiation, normobaric hypoxie, mineral-, polyvitaminotherapy.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Внаслідок високої динамічності та складної системи регуляції, параметри основних показників імунної системи під впливом зовнішніх чи внутрішніх стимулів можуть в певних межах змінюватись (Sheehan K.C.F. et al., 1987; Altman A. et al.,1990; Claus C. et al., 1994; Kuvano K. et al., 1994; Новикова В.М., 1995; Vanrіjn J. et al., 1996; Nіlsson M. et al., 1996). При посиленій чи комбінованій дії екстремальних факторів зовнішнього середовища можливе виникнення ефекту “перенапруги” імунного компоненту гомеостазу, що підвищує ризик захворювань серед населення екологічно-забруднених регіонів (Фролов В.М. и др., 1998). Значна частина мешканців України зазнала впливу факторів аварії на ЧАЕС. Найбільш чутливими до дії іонізуючої радіації структурами імунної системи є поверхневі антигени лімфоцитів (Любченко П.Н. и др., 1990; Петров Р.В. и др., 1994), що визначають їх роль як імунокомпетентних клітин (Пол У. и др., 1987). Тому зміна співвідношення основних субпопуляцій Т-лімфоцитів периферичної крові є одним з головних біомаркерів радіаційного ураження організму (Романенко А.Е. и др., 1989; Базыка Д.А., 1996). Такі зміни можуть бути причиною розвитку патологічних станів у практично здорових осіб, що зазнали впливу іонізуючого випромінення в малих дозах, у віддалений період після Чорнобильської катастрофи. Це зумовило необхідність вивчення субпопуляційного складу Т -лімфоцитів периферичної крові даного контингенту населення за експресією Т-клітинних поверхневих маркерів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися в рамках двох державних тем:

1. “Реабілітація імунного та тиреоїдного статусу дітей через 7-10 років після аварії на ЧАЕС” - комплексна чотирирічна НДР згідно науково-технічної програми “Захист та реабілітація імунної системи населення України” (розділ 1.1.2 “Здоров'я людини”) - за замовленням Міністерства України у справах науки і технологій, номер державної реєстрації 01960006767.

2. “Вплив академічних навантажень на функції імунної системи у студентів, що зазнали впливу факторів аварії на ЧАЕС. Пошук шляхів зниження імунодепресивної дії академічного стресу” - за замовленням Міністерства освіти України, номер державної реєстрації 01960006768.

Мета дослідження: встановити, чи існує модифікація порівняно з контролем експресії Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами периферичної крові у практично здорових людей, що зазнали впливу іонізуючого випромінення в малих дозах внаслідок аварії на ЧАЕС, у віддалений період після катастрофи.

Для досягнення мети досліджень були визначені слідуючі завдання:

1. Дослідити експресію поверхневих антигенів Т-клітин периферичної крові у практично здорових осіб з радіаційно незабруднених районів України.

2. Дослідити експресію поверхневих антигенів Т-клітин периферичної крові у практично здорових осіб, евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС (зазнали короткочасного гострого впливу малих доз радіації внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС).

3. Дослідити експресію поверхневих антигенів Т-клітин периферичної крові у практично здорових осіб, що проживають на територіях посиленого радіоекологічного контролю (зазнали хронічного впливу малих доз радіації внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС).

4. Дослідити вплив профілактичного курсу нормобаричної гіпоксії на експресію поверхневих маркерів Т-лімфоцитів периферичної крові у практично здорових обстежених з контрольної групи та осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації.

5. Дослідити вплив комбінованого курсу нормобаричної гіпоксії та мінерало-, полівітамінотерапії на експресію поверхневих маркерів Т-лімфоцитів периферичної крові у практично здорових обстежених з контрольної групи та осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації.

Наукова новизна роботи:

1. Вперше показано, що через 7-10 років після аварії на Чорнобильській АЕС у практично здорового населення, що зазнало гострого та хронічного радіаційного опромінення в малих дозах, у периферичній крові спостерігаються зміни експресії поверхневих маркерів Т-лімфоцитів та співвідношення їх основних регуляторних субпопуляцій порівняно з контролем.

2. Вперше виявлено, що у показниках клітинного імунітету груп населення, що зазнало впливу малих доз іонізуючого випромінення у різних режимах, спостерігаються відмінності щодо абсолютного числа зрілих Т-клітин та основних регуляторних субпопуляцій.

3. Вперше показано, що профілактичний курс нормобаричної гіпоксії та мінерало-, полівітамінотерапії сприяє корекції показників експресії Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами осіб, що зазнали хронічної дії малих доз іонізуючої радіації.

Практичне значення одержаних результатів полягає у формуванні знань про вплив малих доз іонізуючого випромінення, у віддалений період, на показники клітинного імунітету периферичної крові практично здорових людей, що може бути використано в фізіології людини і тварин, нормальній фізіології, патологічній фізіології, радіобіології, екології людини, фізіології клітини, імунофізіології. Показана можливість затосування профілактичних сеансів нормобаричної гіпоксії та мінерало-, полівітамінотерапії для корекції показників клітинного імунітету у населення, що зазнало хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації.

Особистий внесок здобувача у виконання роботи полягає в самостійному виконанні лабораторної частини роботи (визначення рівня еритроцитів, гемоглобіну, лейкоцитів, лімфоцитів, показників експресії Т-клітинних поверхневих маркерів), статистичної обробки, опису і обговорення результатів.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися на наукових, науково-практичних конференціях та симпозіумах “Інтеграція науки в систему підготовки вчителів” (Черкаси, 1995), “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Київ-Черкаси, 1995), “Чорнобиль: екологія, природа та суспільство” (Умань, 1996), “Фізична культура, спорт та здоров'я” (Черкаси - Переяслав-Хмельницький, 1996) “Адаптаційні можливості дітей і молоді” (Одеса, 1996), “Індивідуальні психофізіологічні властивості людини та професійна діяльність” (Київ-Черкаси - 1997), XV з'їзді Українського фізіологічного товариства (Донецьк, 1998).

Публікації. За матеріалами дослідження надруковано 14 робіт.

Обсяг та структура дисертації. Робота містить вступ, огляд літератури, методику дослідження, власні дослідження та їх обговорення, висновки та список літератури. Текст дисертації викладений на 199 сторінках машинописного тексту. Робота ілюстрована 31 таблицею та 17 рисунками. Бібліографія включає 297 джерел вітчизняної та зарубіжної літератури.

Матеріали і методи дослідження

Об'єкт досліджень: 112 осіб віком 18-21 років, що проживали на протязі всього життя в однакових клімато-географічних умовах.

Обстежені були розділені на три групи:

І - практично здорові особи, що проживали на радіаційно незабруднених територіях Черкаської, Полтавської, Кіровоградської областей Центральної України (“контрольна група”, 32 особи);

ІІ - особи, евакуйовані з 30-км зони від ЧАЕС (зона відчуження) до м. Черкаси у 1986 році (з м. Прип'ять - 27 квітня, з м. Чорнобиль - 5 травня; “евакуйовані”, 44 особи). Зазнали гострого впливу малих доз іонізуючої радіації у віці 10-11 років. Індивідуальні дози опромінення невідомі. Cередній показник паспортної дози - 18.21 мЗв.

ІІІ - особи, що проживали в районах Центральної України з радіаційним забрудненням 1-5 Кu/км2. Зазнавали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації у віці від 10 до 17 років (“мешканці радіаційно забруднених районів”, 37 осіб). Паспортні дози опромінення для обстежених осіб даної групи складали 0,21-0,38 мЗв у 1991 році, 0,12-0,47 мЗв у 1994 році і 0,06-0,21 мЗв у 1996 році.

Дослідження проводилися з листопаду по квітень, через 6 місяців після останнього щеплення. Клінічну характеристику обстежених одержали на основі долабораторної діагностики. Проводився їх огляд лікарем та заповнення карт індивідуального імунологічного контролю, рекомендованих Республіканським імунологічним центром для масового імунологічного скринінгу. В обстежених осіб були відсутні хронічні та гострі респіраторні захворювання.

Експресію Т-клітинних поверхневих маркерів визначали імунофлуоресцентним методом з використанням моноклональних антитіл CD3 та CD5 (Т-лімфоцити), CD4 та CD8 (регулятори імунної відповіді), CD16 (N - кілери), HLA-DR (клітини, що експресують молекули гістосумісності), виготовлених в об'єднанні “Сорбент” (Інститут імунології РАМН) та F(ab')2-фрагментів антитіл до імуноглобулінів миші, помічених FІTC. Для подвійного маркування використовували суміш антитіл фірми “Becton Dіckіnson”, мічених флуоресцеїном (FІTC) і фікоеритрином (PЕ): Antі-Leu-3a FІTC+Antі-Leu-2a PE (CD4+CD8); Antі-Leu-3a FІTC + Antі-HLA-DR PE (CD4+HLA-DR); Antі-Leu-3a FІTC+Antі-ІL-2 РE (CD4+CD25); Anti-Leu-4 FITC+Anti-Leu-11c PE+Anti-Leu-19 PE (CD3+CD16CD56). Оцінку реакції імунофлуоресценції проводили за допомогою проточного цитофлуориметра FACScan (“Becton Dіckіnson”) та мікроскопу з флуоресцентною насадкою ЛН - 130 МС.

В обстежених вивчали рівень еритроцитів, вміст гемоглобіну у периферичній крові (гемоглобінціанідним методом з використанням мікроплейфотометру ИФКО-2), вміст лейкоцитів, відносну та абсолютну кількість лімфоцитів. Умови нормобаричної гіпоксії створювались у камері гірського повітря “Борей”, виробництва МІЦ “НОРТ” НАН України, що дає гіпоксичну суміш 10 - 12 % кисню в азоті. Повний сеанс складався з трьох періодів по 10 хв, між якими дві перерви по 5 хв, під час яких пацієнти відпочивали. Курс нормобаричної гіпоксії складався з 10 сеансів.

Для додаткового курсу мінерало-, полівітамінотерапії використовували препарат “Дуовіт” (одне драже вітамінів і одне драже мінералів один раз на день, після сеансу нормобаричної гіпоксії). Статистичну обробку даних досліджень та графічне відображення матеріалу проводили на ПЕОМ IBM PC/AT 286. Для порівняння вибірок використовували t-критерій Стьюдента.

Результати досліджень та їх обговорення

Дослідження експресії Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами у практично здорових осіб з радіаційно незабруднених регіонів Центральної України показали, що вивчені показники не виходять за межі норми.

Дослідження показників імунної системи населення, що зазнало впливу малих доз іонізуючої радіації, показали, що через 7-10 років після аварії на ЧАЕС у обстежених, евакуйованих з 30-км зони від реактора (зазнали короткочасного гострого впливу малих доз іонізуючої радіації), відмічається знижена порівняно з контролем кількість лейкоцитів у периферичній крові. В осіб, що цей період проживали на територіях з радіаційним забрудненням 1-5 Кu/км2 (зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації) рівень лейкоцитів статистично достовірно не відрізняється від контролю.

Встановлено, що в периферичній крові евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС спостерігається значно підвищена порівняно з контролем абсолютна та відносна кількість лімфоцитів. Проте, підвищення абсолютної кількості лімфоцитів при низькому рівні лейкоцитів може бути ознакою хронічної інфекції (Тодоров Й., 1963), тобто, не свідчить про благополуччя імунного компоненту гомеостазу. У населення радіаційно забруднених територій України відносна та абсолютна кількість лімфоцитів були достовірно знижені. Таким чином, модифікація, порівняно з контролем, такого показнику імунної системи, як вміст лімфоцитів у периферичній крові, при гострому та хронічному радіаційному опроміненні має різнонаправлений характер.

Відомо, що кожна Т -клітина має свій фенотип, що зумовлює її функції як імунокомпетентної клітини (Манько В.М. и др., 1987; Вершигора А.Е., 1990; Пол У., 1987; Козлов И.Г. и др., 1995) і визначається за експресією Т-клітинних поверхневих маркерів. При проведенні досліджень у осіб, що зазнали впливу малих доз іонізуючого випромінення, були виявлені зміни порівняно з контролем експресії поверхневих антигенів Т-лімфоцитів. Спостерігалося статистично достовірне зниження відносного числа клітин, що експресують CD3-пан-Т-клітинний маркер у евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС, що зазнали короткочасного гострого впливу малих доз іонізуючої радіації. В осіб з радіаційно забруднених територій України, що зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації, виявлено статистично достовірне зниження як відносного, так і абсолютного числа клітин, що експресують антиген CD3, у порівнянні з контролем. Через рецепторний комплекс CD3-ТКР реалізується класичний шлях активації Т-лімфоцитів (Kuvano K. et al., 1994). Зниження числа клітин-акцепторів активації сигналу (CD3+) свідчить про деякі порушення в даному шляху імунної відповіді. Крім того, експресуючись на пізніх стадіях розвитку тимоцитів, рецептор CD3 є ознакою функціонально зрілих Т-лімфоцитів і ко-рецептором для антигенів CD4 та CD8 (Манько В.М. и др., 1987; Ярилин А.А. и др., 1990). Відповідно, знижений вміст клітин з фенотипом CD3+ може відображати зміни рівня основних субпопуляцій Т -лімфоцитів периферичної крові при гострому та хронічному впливі малих доз іонізуючої радіації.

Дослідження показали, що в периферичній крові евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС статистично достовірно знижене, порівняно з контролем, відносне число клітин, що експресують інший пан-Т-клітинний маркер - CD5. У населення радіаційно забруднених територій виявлено статистично достовірне зниження як відносного, так і абсолютного числа клітин з фенотипом CD5+. У евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС та в осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації, спостерігається статистично достовірне підвищення різниці (CD5+ - CD3+) -лімфоцитів у периферичній крові, що свідчить про більш виражений характер зниження проценту лімфоцитів з фенотипом СD3+. Оскільки в процесі диференціювання клітин у тимусі CD5-антиген з'являється раніше, ніж CD3 -антиген (Ярилин А.А. и др., 1990), можна припустити, що різниця між рівнем CD5+ та CD3+ -клітин є ознакою циркуляції в периферичній крові менш зрілих лімфоцитів. Наявність незрілих лімфоїдних форм у евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС підтвердилася при оцінці співвідношення основних субпопуляцій Т -клітин.

Експресія CD4 та CD8 поверхневих маркерів є загальновизнаною ознакою двох основних субпопуляцій Т-клітин-регуляторів імунної відповіді (Sant A. et al., 1994; Mutіs Tuna et al., 1994; Nakamura N. et al., 1990, 1991;Филатов А.В. и др., 1987). Встановлено, що в осіб, евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС, спостерігається достовірне зниження відносної кількості мононуклеарів, що експресують CD4 -поверхневий маркер. Відносне число Т-клітин з фенотипом CD8+ в осіб даної групи підвищене у порівнянні з контролем. Оскільки у населення, що зазнало гострої дії малих доз іонізуючої радіації, підвищене загальне число лімфоцитів у периферичній крові, абсолютна кількість клітин з фенотипами CD4+ та CD8+ також підвищена. Проте, ріст загального числа CD8+ -лімфоцитів має більш виражений характер. Для населення радіаційно забруднених територій України характерне достовірне зниження і абсолютного, і відносного показників CD4+ -лімфоцитів. Абсолютне число клітин з фенотипом СD8+ знижене, відносне достовірно підвищене. В загальному, як у евакуйованих з 30-км зони від ЧАЕС, так і у мешканців радіаційно забруднених регіонів відмічається зниження порівняно з контролем імунорегуляторного індексу (CD4+/CD8+). Причина зниження рівня CD4+ -лімфоцитів у обстежених з обох груп не може бути зумовлена підвищеною радіочутливістю цієї субпопуляції, оскільки з літератури відомо, що CD4+ і CD8+ -клітини мають однакову чутливість до іонізуючого випромінення (Nakamura N. et al., 1990; Uzawa A. et al., 1994). Можливо, в даному випадку має місце факт існування певних порушень Т-клітинних диференціювальних процесів, зумовлених як гострим, так і хронічним впливом малих доз радіації. Теоретичним мотивом для подібного висновку є дослідження McDonagh M. et al. (1985) про регуляторну компенсацію недостачі CD4+ лімфоцитів за рахунок модифікації CD8 -поверхневого маркера. Про можливість перетворення CD8+ лімфоцитів в клітини, що несуть CD4-поверхневий антиген, повідомляв також Parham Peter et al. (1992).Феномен зумовлений тим, що CD4 і CD8 -антигени є взаємно транслокованими версіями. В цьому немає нічого дивного, якщо згадати спільність походження та фенотипу попередників Т -хелперних та Т -супресорних клітин (Penit С. et аі., 1988; Lukas В. et аl., 1994; Marodon G. et al., 1994). Для зв'язування антигенів ГКГС класу II, CD4 -антигени мають Ig-подібні домени, що утворюють витягнуту структуру “rod“. При певних умовах поліпептидний ланцюжок може приймати конфігурацію “box““, яка зв”язує антигени ГКГС класу I. Тобто, в такій ситуації рецептор має структурну основу CD8. Це підтримує певний кількісний рівень регуляторних субпопуляцій і дефіцит клітин-хелперів компенсується завдяки транслокації CD8-рецептора(Parham P.et al., 1992). З літературних джерел відомо, що порушення співвідношення Т-клітин з фенотипами CD4+ та CD8+ на користь CD8+-лiмфoцитiв є однією з перших ознак, що свідчать про пригнічення імунної системи при її старінні (Беляков И.М. и др., 1993; Barrat F. et al., 1995). Можливо, зниження індексу імунореактивності було головною причиною розвитку інфекційних синдромів, виявлених при клінічному обстеженні населення, що зазнало дії малих доз іонізуючого випромінення. У обстежених відмічалося деяке підвищення частоти гострих та пролонгованих респіраторних захворювань.

Експресія CD4 та CD8-поверхневих маркерів ще не є ознакою зрілої клітини з функціями Т-хелпера чи Т-супресора. Відомо, що в процесі диференціювання тимусозалежні лімфоцити проходять слідуючі диференціювальні етапи: CD4-8-, CD4+8+, CD4+8-, CD4-8+(подвійні негативні, подвійні позитивні, одинарні позитивні клітини) (McDonagh М. et аl., 1985; Ярилин А.А. и др., 1990). Тому нами проводилось вивчення спільної експресії вищезгаданих маркерів. Встановлено, що у населення радіаційно забруднених територій спостерігаєтья збільшений, порівняно з контролем, процент клітин з фенотипом CD4+CD8+. Існують дані про підвищену чутливість цих клітин до ТКР-індукованої (апоптозної) смерті (Kishimoto Н. et al, 1995, Kisielow Р. et al., 1995; McConkey O.J. et al., 1994). Вважається, що підвищення рівня мононуклеарів периферичної крові, схильних до апоптозу, у населення територій, забруднених радіонуклідами, носить адаптаційно-захисний характер. Її результатом є елімінація генетично нестабільних клітин в умовах постійного радіаційного впливу (Абраменко И.В. и др., 1996). З іншого боку, якщо елімінація стосується функціонально-важливих Т-лімфоцитів, наслідком їх зниження можуть бути вторинні імунодефіцитні стани (Базыка Д.А.,1996). Крім того, наші дослідження свідчать про тенденцію до зниження вмісту в периферичній крові осіб з радіаційно забруднених регіонів України лімфоїдних клітин з фенотипом CD4-CD8-, тобто, найбільш радіорезистентної субпопуляції тимічних емігрантів (Харченко Т.Ю. та ін., 1994).

Існує точка зору, що радіаційний вплив зумовлює розвиток активаційних процесів в клітинах імунної системи (Любченко П.Н. и др., 1990; Беляков И.М. и др., 1993; Елисеева Н.А. и др., 1994). Тому було проведено оцінку експресії поверхневих маркерів, що характеризують активаційні процеси в Т-лімфоцитах периферичної крові населення радіаційно забруднених регіонів України. Встановлено, що в осіб даної групи має місце тенденція до підвищення проценту HLA-DR+ -клітин. Дані літератури свідчать про підвищення вмісту лімфоцитів з фенотипом HLA-DR+ при певних захворюваннях (Хомченкова Н.В. и др., 1995; Ившина А.В. и др., 1995) та при регенераційних процесах (Бабаева А.Г., 1985). В наших дослідженнях спостерігається збільшення, порівняно з контролем, числа HLA-DR+ -клітин, що експресують антиген CD4, тобто, CD4+HLA-DR+ -клітин. Відомо, що неополіморфна ділянка DR молекули класу ІІ, взаємодіючи з CD4-рецептором, призводить до посилення міжклітинної адгезії і стимуляції Т-клітин (Leahy D.J., 1995). При цьому відбувається перехід Т-лімфоцитів з G0 в G1 фазу клітинного циклу. В той же час, в осіб, що зазнали хронічної дії малих доз іонізуючої радіації, відмічається зниження числа клітин з фенотипом CD4+HLA-DR- у приферичній крові. Такі лімфоцити володіють вираженою супресорною функцією, що проявляється в обмеженні патерну цитокінів у ході антигенної стимуляції (Wysscorray T. et al., 1993). Тому зниження їх рівня, поряд із підвищенням числа клітин з фенотипом CD4+HLA-DR+, свідчить на користь гіпотези стимуляції активаційних процесів в Т-лімфоцитах при хронічному впливі малих доз радіації.

У результаті проведення досліджень встановлено, що в осіб, що проживали на протязі 7-10 років на територіях з забрудненням 1-5 Кu/км2 , спостерігається збільшення проценту лімфоцитів з фенотипом CD4+CD25+. Такі лімфоцити синтезують ІЛ-2, що сприяє проходу клітин в S -фазу клітинного циклу, з послідуючою клітинною реплікацією (Abbas A.K. et al., 1991). Тобто, реалізується другий активаційний етап в Т-лімфоцитах (Vіncent C. et al., 1995).

Таким чином, дані наших досліджень дають основу для припущення, що хронічне опромінення малими дозами іонізуючої радіації сприяє активації Т -лімфоцитів. Процес проходить не тільки за рахунок стимуляції тригерних процесів, що зумовлюють проходження клітинами G0 - G1 фази клітинного циклу, але й активації послідуючих етапів клітинної проліферації (активується прохід S-фази клітинного циклу). Це не ознака імунного благополуччя в популяції, про що свідчить підвищення рівня інфекційних захворювань у групі населення радіаційно забруднених територій. Можна зробити припущення, що активація Т-лімфоцитів в осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації, приводила до розвитку процесів, що сприяли загибелі лімфоїдних клітин. Це підтверджується зниженням абсолютної та відносної кількості лімфоцитів в осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації. Крім того, відомо, що в S -фазі клітинного циклу лімфоцити чутливі до ТКР-індукованої смерті, або апоптозу (Boehme S.A. et al., 1993). Підвищення експресії CD25 -антигену CD4+ -лімфоцитами, на першому етапі, дійсно приводить до синтезу ІЛ-2 та активації проліферації клітин, але в послідуючому - реалізація посилюючого ефекту ІЛ-2 проявляється в індукції процесів апоптозу в зрілих Т-лімфоцитах (Lenardo M.J., 1991). Літературні дані свідчать про особливу чутливість Т -лімфоцитів, що експресують CD4 -поверхневий маркер, до антиген-залежного апоптозу (Dіsomma M.M. et al., 1995). При розвитку інфекційних процесів ця чутливість підвищується (Boehme S.A. et al., 1994). З іншого боку, CD8+ -лімфоцити вважають несприйнятливими до ТКР -індукованої смерті (Akbar A.N. et al., 1993). Цей факт може бути одним із пояснень несинхронності в змінах числа клітин з фенотипом CD4+ та CD8+ (і, як наслідок, зниження імунорегуляторного індексу (CD4+/CD8+) у обстежених, що зазнали тривалого впливу малих доз іонізуючого випромінення (на протязі 7-10 років).

Згідно літературних даних, у більшості осіб, що зазнали дії іонізуючого випромінення, навіть через істотний час після дії подразника не спостерігалося відновлення кількості та активності натуральних кілерних клітин (Комиссаренко С.В. и др., 1994; Базыка Д.А., 1996). У пусковому механізмі кілингу НК -клітин антитілозалежної клітинної цитотоксичності, а також секреції цитокінів панівне та виключне значення має рецептор CD16 (Whіtesіde T.L. et al., 1994). При проведенні досліджень експресії цього антигену лімфоцитами осіб з радіаційно забруднених регіонів нами встановлено, що процент лімфоцитів з фенотипом CD16+ у периферичній крові статистично достовірно не відрізняється від контрольних показників, абсолютне число має тенденцію до зниження. Відомо, що присутність маркеру CD16 може бути ознакою двох функціонально різних субпопуляцій - CD3+16+56+ (цитолітичні клітини) та CD3-16+56+ (натуральні кілери) (Kuvano K. et al., 1994; De Sanctіs J.B. et al., 1995). Цитофлуориметричний аналіз з подвійним маркуванням у наших дослідах показав, що в мешканців радіаційно забруднених регіонів спостерігається зниження проценту натуральних кілерних клітин на фоні сталого числа цитолітичних Т-лімфоцитів. Таким чином, можна зробити висновок, що неспецифічна ланка імунітету, яка представлена клітинами-кілерами, не адаптується до дії малих доз іонізуючого випромінення. Оскільки натуральні кілерні клітини реалізують неспецифічний механізм імунного нагляду проти розвитку злоякісних новоутворень, вірусних та бактеріальних інфекцій, існує підстава думати, що території посиленого радіоекологічного контролю є зоною ризику для розвитку ракових пухлин та вірусних захворювань.

Таким чином, у населення центральних регіонів України, що зазнали дії факторів аварії на ЧАЕС у віддалений період (через 7-10 років), спостерігається гальмування клітинної ланки імунітету, що проявляється у зниженні проценту клітин, що експресують CD3, CD5, CD4 та CD16CD56-поверхневі маркери. Такий стан клітинного імунітету у значної кількості мешканців країни зумовив пошук шляхів реабілітації функцій імунної системи населення України. При проведенні пошукових досліджень ми брали до уваги дані Меєрсона Ф.З. (1987) про імуностимулюючий ефект короткочасних стресових впливів. В якості неспецифічного подразника імунної системи може виступати нормобарична гіпоксія, що зумовлює “м'який” модулюючий вплив. На даний час вже проведені експерименти, що виявили нормалізацію показників імунної системи у ліквідаторів аварії на Чорнобильській АЕС після проведення курсу гіпокситерапії (Серебровская Т.В. и др., 1996; Серебровская З.А. и др., 1996). Нами проведено дослідження впливу нормобаричної гіпоксії на гематологічні та імунні показники в осіб, що зазнали хронічної дії малих доз іонізуючої радіації та населення радіаційно незабруднених регіонів України.

Встановлено, що в осіб з контрольної групи та населення радіаційно забруднених районів України після профілактичного курсу нормобаричної гіпоксії спостерігаються певні зміни гематологічних показників. Зокрема, статистично достовірно зростає число еритроцитів та рівень гемоглобіну в периферичній крові обстежених з обох груп. Результати свідчать про активацію кровотворної функції кісткового мозку внаслідок зниження парціального тиску кисню, що відповідає літературним даним (Ужанский Я.Г., 1968; Соболев А.А. и др., 1992). Спостерігається також статистично достовірне підвищення абсолютного та відносного числа лімфоцитів при сталому рівні лейкоцитів в осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації. На відміну від цього, аналогічні показники в осіб з контрольної групи після гіпокситерапії залишилися практично без змін.

Вивчення показників клітинного імунітету обстежених, що пройшли курс нормобаричної гіпоксії, показало наявність певних кількісних змін субпопуляцій лімфоїдного ряду. У населення радіаційно забруднених територій підвищується абсолютне та відносне число клітин з фенотипами CD3+, CD4+, CD5+. Це зумовлює їх участь у Т -клітинній імунній відповіді і приводить до корекції регуляторної ланки клітинного імунітету (росту CD4+/CD8+-імунорегуляторного індексу). Спостерігається підвищення загального рівня CD16+ -лімфоцитів та зниження проценту HLA-DR+ -клітин у периферичній крові обстежених, що зазнали хронічного впливу малих доз іонізуючої радіації, після курсу гіпокситерапії. Це позитивний момент, оскільки кілерні клітини відіграють провідну роль в реалізації функцій протипухлинного імунітету (Whіtesіde T.L. et al., 1994) а підвищений вміст клітин з фенотипом HLA-DR+ може свідчити про наявність певних захворювань (Хомченкова Н.В. и др., 1995; Ившина А.В. и др., 1995).

Для частини осіб з радіаційно забруднених регіонів курс нормобаричної гіпоксії було доповнено мінерало-, полівітамінотерапією. Результати схожі з отриманими при самостійній гіпокситерапії. Спостерігається дещо вища статистична достовірність росту відносного та абсолютного числа клітин з фенотипом CD3+ після комбінованого імуномодулюючого курсу. Очевидно, додатковий курс мінерало-, полівітамінотерапії сприяє посиленню процесів диференціювання клітин, що експресують CD3-пан-Т-клітинний маркер. Відповідно, коригується класичний шлях активації Т-лімфоцитів, порушення якого виявили в осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації.

Встановлено, що стимуляція диференціювання лімфоїдних клітин внаслідок комбінованого курсу нормобаричної гіпоксії та мінерало-, полівітамінотерапії, проведеного під час екзаменаційної сесії, у мешканців радіаційно забруднених регіонів гальмується психоемоційним навантаженням. Наявність стресової ситуації підтверджувалась підвищенням вмісту кортизолу в периферичній крові. Гальмування стимуляції проявляється у відсутності достовірних змін експресії CD3 -пан-Т-клітинного маркеру, зниженні відносного числа клітин, що експресують CD5 та CD4 -Т-клітинні маркери. В той же час, спостерігається тенденція до росту відносного показника Т -лімфоцитів з фенотипом CD8+. Якщо співвідношення клітин-регуляторів імунної системи відбувається за рахунок взаємної транслокації антигенів CD4 та CD8, про що свідчать дані літератури (McDonagh M. et al., 1985; Parham P. et al., 1992), в умовах психо-емоційного навантаження цей процес проходить на користь лімфоцитів з фенотипом CD8+. В загальному, підвищення експресії маркеру CD8, на фоні зниження експресії СD4-поверхневого маркеру, приводить до статистично достовірного зменшення імунорегу ляторного індексу CD4+/CD8+.

Висновки

1. Питання про стан імунної системи у населення України за умов дії факторів аварії на ЧАЕС вивчене недостатньо. Науковий та практичний інтерес становлять дослідження експресії Т-клітинних поверхневих маркерів лімфоцитами периферичної крові у практично здорових мешканців України, що зазнали впливу малих доз іонізуючого опромінення внаслідок аварії на ЧАЕС, у віддалений період після катастрофи. Важливим також є вивчення впливу на згадані показники неспецифічних імуномодуляторів.

2. Для вирішення поставлених питань використовували імунофлуоресцентний метод з застосуванням моноклональних антитіл до поверхневих антигенів Т-лімфоцитів периферичної крові.

3. Рівень лейкоцитів, відносна, абсолютна кількість лімфоцитів та їх основних субпопуляцій у периферичній крові 18-21-річних мешканців радіаційно незабруднених районів Центральної України знаходяться в межах норми.

4. Через 7-10 років після аварії на ЧАЕС у населення, що зазнало впливу малих доз іонізуючого випромінення у різних режимах, спостерігаються відмінності щодо абсолютного числа зрілих Т-клітин та основних регуляторних субпопуляцій у периферичній крові.

5. В осіб, що зазнали гострого та хронічного впливу малих доз іонізуючого випромінення, спостерігається зниження порівняно з контролем експресії CD3 та CD5 пан-Т-клітинних маркерів лімфоцитами периферичної крові.

6. Спостерігаються відхилення в регуляторній ланці клітинного імунітету обстежених, що зазнали впливу малих доз іонізуючого випромінення у різних режимах. Ефект проявляється у зниженні індексу імунореактивності CD4+/CD8+, зумовленого зниженням порівняно з контролем проценту Т-клітин з фенотипом CD4+ та підвищенням проценту лімфоцитів з фенотипом CD8+ у периферичній крові.

7. У населення, що зазнало хронічного впливу малих доз радіації, відмічається підвищення експресії маркерів активації Т-клітин - антигенів CD25 та HLA-DR на CD4+ -лімфоцитах та зниження проценту натуральних кілерних клітин з фенотипом CD3-CD16+CD56+.

8. В осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації, профілактичний курс нормобаричної гіпоксії та мінерало-, полівітамінотерапії сприяє корекції показників Т-клітинного імунітету, що проявляється у збільшенні відносної та абсолютної кількості клітин, що експресують CD3, CD5 та CD4 -поверхневі антигени.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Соколенко В.Л. Рівень лімфоцитів-хелперів у осіб, що зазнали хронічного впливу малих доз радіації // Праці конференції “Інтеграція науки в систему підготовки вчителів” - Черкаси, 1995. -С. 264-267.

2. Соколенко В.Л., Палієнко О.Ф. Експресія CD8 -антигену лімфоцитами в осіб, що зазнали впливу іонізуючого випромінення // Праці конференції “Інтеграція науки в систему підготовки вчителів” - Черкаси, 1995. -С. 238-241.

3. Баєва О.В., Соколенко В.Л. Модифікації еспресії CD3, CD4 та CD8-поверхневих маркерів мононуклеарами периферичної крові у осіб, що зазнали впливу іонізуючого опромінення // Український Радіологічний Журнал - 1996. - N1. - С. 59-61.

4. Bayeva O.V., Boyechko F.F., Socolenko V.L., Melnіk S.G. Evaluatіon of the lymphocyte surfase markers assays for bіologіcal monіtorіng of radіatіon-exposed people іnjured atomіc accіdent іn Chernobyl // Bіologіcal Monіtorіng іn Occupatіonal and Envіronmental Health.: Espoo, Fіnland, 1996. - Р. 219-220.

5. Баева Е.В., Соколенко В.Л. Експрессия Т-клеточных поверхностных маркеров лимфоцитами лиц, подвергшихся влиянию малых доз радиации // Иммунология - 1998. - N3. - С. 56-59.

6. Баева Е.В., Соколенко В.Л., Базыка Д.А. Модификация экспрессии Т-клеточных активационных маркеров лимфоцитами периферической крови лиц, проживающих на радиационно загрязненных территориях // Радиационная биология. Радиоэкология - 1998. - Т. 38., вып. 6. - С. 869-874.

7. Баєва О.В., Мельник Т.О., Юхименко Л.І., Соколенко В.Л. Гіпоксична корекція віддаленого впливу іонізуючого випромінення на функції імунної та тиреоїдної системи // Матер. XІV з'їзду Українського фізіологічного товариства, Київ, 1994 р. - С. 131-132.

8. Соколенко В.Л. Динаміка співвідношення CD4+/CD8+ у осіб, що зазнали тривалого впливу малих доз іонізуючого опромінення// Праці конф. “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” - Київ-Черкаси - 1995. - С. 83.

9. Соколенко В.Л. Порушення імунорегуляторного індексу у осіб, що проживають на радіаційно забруднених територіях // Праці міжнар. науково-практ. конф. “Чорнобиль: екологія, природа та суспільство” - Умань -1996.-С. 261.

10. Боєчко Ф.Ф., Баєва О.В., Боєчко Л.О., Соколенко В.Л., Мельник С.Г. Функції імунної системи у студентів факультету фізичної культури Черкаського держуніверситету // Праці міжнар. науково-практ. конф. “Фізична культура, спорт та здоров'я”. - Черкаси - Переяслав-Хмельницький, 1996. - С. 5.

11. Боєчко Ф.Ф., Баєва О.В., Боєчко Л.О., Соколенко В.Л., Мельник С.Г. Вплив академічного стресу на функції імунної системи у студентів факультету фізичної культури // Праці міжнар. науково-практ. конф. “Адаптаційні можливості дітей і молоді” - Одеса, 1996. - С. 11.

12. Boyechko F.F., Bayeva E.V., Socolenko V.L., Melnik S.G. Effects of low doses ionizing radiation on the cellular immunity // Radiology 1997, Immaging, Science & Oncology, Birminham, UK - 1997. - P. 23.

13. Баєва О.В., Соколенко В.Л. Вплив психоемоційного навантаження на деякі показники імунної системи студентів // Праці конф. “Індивідуальні психофіз. властивості людини та професійна діяльність” - Київ-Черкаси - 1997. -С. 11.

14. Мельник Т.О., Соколенко В.Л. Вплив нормобаричної гіпоксії на деякі показники кардіореспіраторної та імунної систем // Матеріали XV з'їзду Українського фізізіологічного товариства (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.) - Фізіологічний журнал -1998. - т.44. - N3. - C. 142-143.

Размещено на Allbest.ru