На правах рукописи
СЕРГЕЕВА Татьяна Борисовна
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ
ЦИТОТОКСИЧЕСКИХ ЛИМФОЦИТОВ (CD8+, CD16+) В
ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА НА СЕВЕРЕ
03.03.01 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Архангельск – 2015
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении
науки Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения
Российской академии наук
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор
Щёголева Любовь Станиславовна
Официальные оппоненты: Беляев Николай Георгиевич
доктор биологических наук, профессор, ФГАОУ
ВПО
«Северо-Кавказский
федеральный
университет», профессор кафедры анатомии и
физиологии
Пащенко Владимир Петрович
доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО
Северный
государственный
медицинский
университет, профессор кафедры нормальной
физиологии
Ведущая организация:
Федеральное
государственное
бюджетное
учреждение науки Институт физиологии Коми
научного
центра
Уральского
отделения
Российской академии наук
Защита состоится «14» апреля 2015 года в 12 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.008.04 на базе Северного (Арктического)
федерального университета имени М.В. Ломоносова» по адресу: 163045,
г. Архангельск, проезд Бадигина, д. 3.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ
ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени
М.В. Ломоносова» и на сайте www.narfu.ru
Автореферат разослан «13» марта 2015 года
Ученый секретарь
Диссертационного совета
ССтарцева Лариса Федоровна
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Иммунологическая реактивность
северян характеризуется повышенным уровнем иммуносупрессии, что в
свою очередь свидетельствует об активизации клеточных, а в конечном итоге
и гуморальных механизмов иммунитета. В результате неэффективности
супрессорного звена происходит появление и нарастание концентраций ЦИК,
некоторых иммуноглобулинов и аутоантител (M.Barhum, 1993; С. Gardiner,
2008). В условиях выраженного иммунодефицита Т-клеток указанные
процессы в полной мере реализуют воздействие на организм клеточноопосредованной цитотоксичности (S.Farag, 2006).
Однако, адекватное
хелперно-супрессорное соотношение является не только диагностическим,
прогностическим, но и физиологическим показателем, уравновешивающим
активизацию и подавление иммунных реакций организма человека
(К.А. Лебедев, И.Д. Понякина, 1990). Нет сведений о возможной
иммуностимулирующей роли клеточно-опосредованной цитотоксичности. В
последнее время стали появляться единичные сведения о механизмах, через
которые ЦТЛ (цитотоксические лимфоциты) способны стимулировать
клеточный и гуморальный иммунные ответы, влиять на содержание
провоспалительных и противовоспалительных цитокинов (M.Janas, 2005;
P.Parham, 2004). Таким образом, физиологическая роль цитотоксических
клеток, их влияние на развитие иммунного ответа до сих пор остаётся
спорным, а единичные сведения немногочисленны и противоречивы
(Г.Н. Дегтева, 2011; А.Е.Кондаков, 1986). В связи с этим, представляет
интерес изучение физиологической роли клеточно-опосредованной
цитотоксичности в реализации адаптивного иммунитета.
Климатические условия на Севере являются для человека
дискомфортными, социальные условия жизни во многом уступают тем,
которые имеют люди, проживая в центральных и южных регионах страны
(А.А. Ефремов, 2003). Высокая фоновая активность со стороны ряда
иммунологических параметров у человека на Севере приводит, с одной
стороны, к торможению возрастного развития иммунной системы, с другой к
сокращению резервных возможностей регуляции иммунного гомеостаза
(Л.К. Добродеева, 1990; Л.С. Щёголева, 1996). Функциональная реактивность
иммунной системы изменяется под влиянием различных факторов внешней
среды, поэтому мониторинг иммунного статуса с течением времени остается
актуальным.
Определить
физиологическую
значимость
клеточноопосредованной цитотоксичности у человека в реакциях иммунного
гомеостаза возможно не только при патологии и вакцинации (Р. Флетчер,
1998; Л.С. Щёголева, 2005), но и в период адаптации к меняющимся
условиям внешней среды у лиц, проживающих в экстремальных
климатоэкологических, особых бытовых условиях жизни в Приарктическом
регионе. Однако, следует заметить, что на текущий период времени
фактически отсутствуют данные, характеризующие состояние иммунного
4
статуса коренного (малочисленного) населения Крайнего Севера
(Н.А. Пашина, 2009).
Все вышеизложенное определило актуальность проблемы: существует
необходимость оценки физиологической роли цитотоксических клеток в
механизме иммунного ответа у практически здоровых лиц, ведущих оседлый
и кочевой образ жизни в условиях Европейского Севера России.
Цель и задачи исследования. Цель работы – Оценить содержание
цитотоксических лимфоцитов в периферической крови
и выявить
физиологическую значимость клеточно-опосредованной цитотоксичности
иммунной защиты у взрослых лиц на Севере Европейской территории РФ.
Задачи исследования:
1. Определить цитотоксическую активность (CD8+,CD16+) у
обследуемых лицна Севере Европейской территории РФ с учетом образа
жизни (оседлый и кочевой).
2. Установить уровень содержания цитотоксических лимфоцитов у
оседлых и кочевых лиц в зависимости от возраста.
3. Изучить содержание и частоту регистрации повышенных уровней
+
CD8 и CD16+и их физиологическую значимость у оседлых и кочевых лиц
Европейского Севера с учетомконцентраций фенотипов лимфоцитов (CD3+,
CD4+, CD5+, CD10+, CD25+, CD71+, CD95+, HLA-DR+, CD20+).
Научная новизна исследования. Впервые получены данные о
повышенном содержании цитотоксических лимфоцитовCD8+ и CD16+ у
практически здоровых людей на Севере Европейской территории РФ,
проживающих в районах Приполярья и Заполярья, связанные с возрастом и
условиями жизни (кочевые и местные (оседлые) жители). Показано, что у
молодых лиц до 40 лет, содержание цитотоксических лимфоцитов более
велико, чем у старшей возрастной группыи связано с процессами
дифференцировки Т-клеток, лимфопролиферации и апоптоза. Установлено,
что повышенное содержание клеток CD8+ и CD16+ участвует в поддержании
иммунного гомеостаза, ассоциируется с дефицитом фагоцитарной
активности зрелых функционально активных CD3+ клеток, с повышенным
уровнем лимфопролиферации CD10+, апоптоза CD95+ на фоне снижения
активности процессов дифференцировки иммунокомпетентных клеток и
повышения клеточно-опосредованной цитотоксичности. Получены новые
сведения, что средние концентрации цитотоксических лимфоцитов CD8+ и
CD16+ выше у лиц ведущих кочевой образ жизни.
Научно-практическая значимость исследования. Полученные
данные о физиологической значимости содержания цитотоксических
лимфоцитов (CD8+ , CD16+) в периферической крови у человека на Севере
дополняют современные представления о физиологических механизмах у
лиц, проживающих на севере Европейской территории РФ, и способствуют
развитию адаптационной физиологии, а также открывают новые
перспективы в развитии фундаментальной физиологической науки.
Результаты о повышенном содержании цитотоксических лимфоцитов (CD8+ ,
5
CD16+) расширяют представления о функциональных и адаптационных
особенностях организма человека. Материалы диссертации рекомендуются
для использования в научно-экспериментальных исследованиях в области
физиологии, иммунологии, в учебном процессе на кафедрах общей биологии,
клинической иммунологии, нормальной и экологической физиологии
высших учебных заведений.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планом
НИР Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения
РАН по теме «Выявление иммунных, эндокринных и метаболических
маркеров возрастных перестроек функций человека, разработка методов
сохранения работоспособности и продления активного периода жизни» (№
государственной регистрации 0120.0.951605) при финансовой поддержке
грантов: Гранта Министерства образования и науки Архангельской области
«Молодые ученые Поморья 2013г» «Физиологические особенности
иммунной регуляции у лиц приполярного региона - кочующих оленеводов
Канинской тундры НАО»№08-2013-03а; УрО РАН №12-4-5-025-АРКТИКА;
РАН №12-У-4-1021 (Иммунно-эндокринное обеспечение гомеостаза
холестерина и жирового обмена у аборигенного и постоянного населения
Европ Севера на современном этапе).
Положения, выносимые на защиту.
1.
У обследуемых лиц, проживающих на Севере Европейской
территории РФ, регистрируется повышенное содержание цитотоксических
лимфоцитов, связанное с образом жизни и возрастом.
2.
Установлено снижение концентраций лимфоцитов CD8+ и CD16+
в периферической крови у лиц старшей возрастной группы (41-60 лет),
проживающих на Севере Европейской территории РФ.
3.
Повышенное содержание клеток CD8+ и CD16+ у обследуемых
лиц взаимосвязано с дефицитом фагоцитарной активности, зрелых
функционально активных CD3+ клеток, с повышенным уровнем
лимфопролиферации CD10+, апоптоза CD95+.
Апробация работы. Материалы и основные положения работы
доложены и обсуждены на заседаниях Ученого Совета Института
физиологии природных адаптаций УрО РАН (Архангельск, 2010-2014);
Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Адаптация
человека на Севере: медико-биологические аспекты» (Архангельск, 2012);
Международной
российско-норвежской
научной
конференции
«Исследование и освоение углеводородных ресурсов прибрежных регионов»
(Архангельск, 2013); Объединенном иммунологическом форуме – 2013
(Нижний Новгород, 2013); Международной конференции «Резервные
возможности адаптации и компенсаторные реакции у людей, работающих в
условиях Арктики (Архангельск, 2014); IX Всероссийской конференции с
международным участием «Иммунологические чтения в г. Челябинске»
(Челябинск, 2014); Всероссийской конференции с международным участием
«Состояние арктических морей и территорий в условиях изменения климата»
6
(Архангельск, 2014); Архангельском отделении физиологического общества
имени И.П. Павлова (Архангельск, 2012,2014).
По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том
числе 3 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации.Диссертация изложена на 149
страницах и состоит из введения, трех глав (обзор литературы, материалы и
методы исследования, результаты собственных исследований), заключения,
выводов. Работа иллюстрирована 16 таблицами и 16 рисунками. Список
использованной литературы включает 232 публикации, из них 159
отечественных и 73 иностранных.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе использованы материалы иммунологического обследования,
проведённого на базе лаборатории физиологии иммунокомпетентных клеток
Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН
(ИФПА УрО РАН) г. Архангельска по результатам экспедиций в п. Несь
НАО (2009 и 2011 гг.) и п. Пинега Архангельской области (2010 и 2011 гг.)
Проанализированы результаты обследования 180 человек: 78 человек в
возрасте от 19 до 40 лет и 102 человека в возрасте 41-60 лет. Из них: 108
человек жители Приполярья (п. Пинега) - 24 человека, ведущих кочевой
образ жизни (оленеводы, чумработницы), 84человека местные (оседлые)
жители; 72 человека жители Заполярья (п. Несь) - 30 человек, ведущих
кочевой образ жизни (оленеводы, чумработницы), 42 человека местные
(оседлые) жители. Обследуемые лицаявлялись практически здоровыми
добровольцами, у которых на момент взятия крови не было острых
заболеваний.
Комплекс иммунологического обследования людей включал изучение
гемограммы, фагоцитарной активности нейтрофилов, фенотипирование
лимфоцитов. Определяли содержание в периферической крови лейкоцитов,
лимфоцитов, лимфоцитов с рецепторами CD3+ (зрелые лимфоидные клетки),
CD4+(хелперы/индукторы), CD5+ (выявляются на поверхности всех зрелых Тклеток), CD8+ (цитотоксические Т-лимфоциты, супрессоры), CD10+ (клетки с
рецепторами, отражающие лимфопролиферацию), CD16+ (естественные
киллеры), CD25+ (Т-лимфоциты с рецепторами к интерлейкину-2), CD71+
(клетки с рецепторами к трансферрину), CD95+ (клетки с рецепторами к
апоптозу), HLA-DR+ (активированные Т-, В- клетки с рецептором к главному
комплексу гистосовместимости класса II), CD20+ (зрелые формы Влимфоцитов).
Содержание лейкоцитов определяли стандартным методом подсчета
клеток в камере Горяева. Для этого брали пробирку с 400 мкл 3% уксусной
кислоты, подкрашенной синькой (к 3 мл ледяной уксусной кислоты
добавляли 97 мл воды и краску). В пробирку с кислотой пипеткой
закапывали 20 мкл крови с гепарином. Полученную смесь взбалтывали перед
7
просмотром под микроскопом и исследовали в камере Горяева на малом
увеличении без иммерсионного масла.
Фагоцитарную активность нейтрофилов определяли путем инкубации
клеток крови с частицами латекса в течение 30 минут при температуре 37°С.
В мазках, окрашенных по Романовскому-Гимза, подсчитывали % активных
фагоцитов и среднее фагоцитарное число на 100 нейтрофильных лейкоцитов.
Процентное содержание субпопуляций Т-лимфоцитов (CD3+, CD4+,
CD5+, CD8+, CD10+, CD16+, CD25+, CD71+, CD95+, HLA-DR+, CD20+)
определяли методом непрямой иммунопероксидазной реакции с
использованием моноклональных антител («МедБиоСпектр», «Сорбент»,
2009-20012, г. Москва) на препаратах лимфоцитов типа «высушенная капля».
Проверку нормальности распределения количественных показателей
осуществляли при помощи критерия Шапиро - Уилка.
Для оценки
полученных данных манипулировали методами описательной статистики с
определением средней арифметической величины (М), величины средней
ошибки (m), минимальных и максимальных значений, а также стандартного
отклонения. Уровень дисбалансов иммунологических показателей
рассчитывался по данным частоты регистрации повышенных и пониженных
их концентраций относительно нормативных пределов физиологических
колебаний. Статистическую значимость различий между выборками
выявляли при помощи t критерия Стьюдента и с использованием
непараметрических методов – Крускала - Уоллиса и Манна-Уитни; различия
сравниваемых показателей принимались достоверными при уровне
значимости р<0,05-0,001. Корреляционный анализ проводился с
определением коэффициентов линейной корреляции Пирсона.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Неблагоприятные и жесткие условия внешней среды Европейского
Севера оказывают влияние на состояние здоровья и процессы адаптации
человека (А.Б. Гудков, 2013). Установлено, что на Севере выше супрессорная
и киллерная активность иммунокомпетентных клеток, чаще встречается
дефицит IgA (40%), дефицит фагоцитарной защиты (60%), высокие уровни
лимфопролиферации (70%) (Л.К. Добродеева, О.Е. Филиппова, 2014).
Уровень
клеточно-опосредованной
цитотоксичности
и
ее
физиологическую значимость в реакциях иммунного гомеостаза на Севере
Европейской территории России может быть выявлен не только при
патологии (Л.К. Добродеева, О.А. Миролюбова, 2002; Л.К. Добродеева,
2014), вакцинации (Л.С. Щёголева, 2007), но и в период адаптации к
меняющимся условиям окружающей среды, под воздействием факторов и
средств (Н.А. Агаджанян, 2008), влияющих на тот или иной механизм
иммунной регуляции (Е.В. Петренко, 2003).
Представляло интерес изучить концентрации CD8+ и CD16+в
зависимости от других фенотипов лимфоцитов и фагоцитарной активности у
8
лиц, проживающих на Севере Европейской территории РФ в зависимости от
образа жизни и возраста.
Снижение % активных фагоцитов зафиксировано практически у трети
местных (оседлых) жителей Приполярья (27,68%), у женщин и мужчин
соответственно, 24,59 и 30,77%, р<0,001; у оленеводов снижение % активных
фагоцитов зафиксировано практически у половины обследуемых людей
(45,84%), у женщин - 41,67 и у мужчин - 50,00%, р<0,001.
У местных (оседлых) жителей Заполярного района в 40,91% случаев
отмечено снижение активных фагоцитов, особенно у женщин: установлено,
что процент активных фагоцитов у оленеводовЗаполярья составляет
50,38±2,21% (у чумработниц – 55,00±2,34%, у оленеводов – 45,75±2,07%),
p<0,001.
Среднее
содержание
CD20+у
местных
(оседлых)
9
жителей0,54±0,06·10 кл/л. Так в наших исследованиях активированное
состояние гуморального звена иммунитета с высокими средними значениями
клеток с рецепторами к CD20+ отмечалось у 53,41% оседлых жителей, у
женщин достоверно выше (60,66%; p<0,001), чем у мужчин (46,15%;
p<0,001).
У оленеводов Приполярья средний уровень CD20+ - 0,60±0,10·109кл/л
(соответственно 0,69±0,11и 0,52±0,09·109кл/л; p<0,001).Высокие средние
значенияотмечались у 70,00% оленеводов, у женщин - чумработниц
достоверно чаще (90,00%; p<0,05), чем у мужчин - оленеводов (50,00%;
p<0,05).
Содержание СD20+у местных (оседлых) жителей Заполярья в среднем
0,50±0,05·109кл/л (0,42±0,04 и 0,57±0,05·109кл/л;p<0,001).Повышенные
значения встречались у 78,18% , у мужчин достоверно чаще, чем у женщин
(соответственно, 70,00% и 86,36%; p<0,001).
У оленеводов Заполярья содержание лимфоцитов CD20+в среднем 0,47±0,06·109кл/л, что выше
общеизвестных физиологических норм,
особенно у женщин: 0,64±0,07·109 кл/л, 0,30±0,04·109кл/л, p<0,01.
Повышенные значения встречались в среднем у 53,34% оленеводов, причем у
женщин в 4 раза чаще (соответственно, 86,67% и 20,00%; p<0,001).
Пониженные значения данного параметра встречались в 26,67% случаев и
только у мужчин.
У46,03% местных (оседлых) жителей выявлены концентрации
лимфоидных клеток с рецептором к трансферину (СD71+) ближе к нижней
границе нормы без существенной разницы по полу, и только в 9,87% случаев
зафиксированы повышенные значения данного показателя.
Аналогично
у оленеводов Приполярья, в 50,00% случаев выявлены концентрации
лимфоидных клеток с рецептором к трансферину ближе к нижней границе
нормы. Высокие концентрации (СD71+) в среднем наблюдаются в 8,33%
случаев, причем, только у женщин.
У местных (оседлых) жителей Заполярья уровень содержания СD71+в
среднем
0,48±0,05·109кл/л
(0,41±0,04
и0,55±0,05·109кл/л,
соответственно).Высокие уровни наблюдаются в 9,10% случаев,
9
исключительно у мужчин.Пониженные концентрации указанного параметра
встречаются у 57,73% обследованных, причем у женщин почти в 2 раза чаще,
чем у мужчин (соответственно, 70,00 и 45,45%; p<0,001).
У кочующих оленеводов средний уровень клеток СD71+составил
0,47±0,07·109кл/л, у женщин достоверно выше, чем у мужчин
(соответственно, 0,65±0,09 и0,28±0,04·109кл/л; p<0,05). Среди обследуемых
выявляются аномально высокие концентрации CD71+ в среднем 6,67%
случаев, причем все у женщин. Пониженные концентрации зафиксированы у
60% местных жителей Заполярья, причем у женщин в 3,5 раза реже
(соответственно, 26,67 и 93,33%; p<0,01).
Средние данные показателей процессов дифференцировки и
лимфопролиферации у местных (оседлых) жителей Приполярья превышают
таковые у местных (оседлых) жителей Заполярья. Содержание лимфоцитов с
рецепторами к СD3+ составляет в среднем 0,58±0,05·109кл/л (соответственно
0,54±0,03 и 0,62±0,07·109кл/л). Среднее содержание всех Т-клеток (СD5+) 0,62±0,06·109кл/л (соответственно, 0,58±0,04 и 0,65±0,07·109кл/л). У женщин
концентрации всех Т-клеток (СD5+) и зрелых функционально активных
(СD3+) существенно ниже, чем у мужчин (p<0,05-0,01). Среднее содержание
клеток с рецепторами к СD5+ больше, чем содержание СD3+ (p<0,05-0,01).
Учитывая соотношения концентраций указанных клеток у обследуемых лиц,
следует признать, что резкое снижение уровня всех Т-лимфоцитов у 95,66%
всех обследуемых, в том числе 100,0% женщин происходит за счет дефицита
зрелых форм СD3+ (r=0,85; p<0,01). Интересно отметить, что у 2%
обследуемых лиц (исключительно у женщин) зафиксированы повышенные
концентрации зрелых функционально активных лимфоцитов СD3+ (1,64%;
p<0,001). В то же время дефицит вышеуказанного параметра в среднем
составляет 78,31% случаев обследуемых лиц. Следует отметить, что у
женщин дефицит указанного параметра встречался значительно чаще
(соответственно 95,08 и 61,54%; p<0,001). У 92-100 % местных (оседлых)
жителей Приполярного района выявлен значительный дефицит содержания
всех Т-клеток СD5+. В наших исследованиях у 33,70% лиц отмечены
повышенные концентрации клеток СD10+ без существенной разницы по полу
(соответственно 32,79 и 34,61%).
У оленеводов Приполярного района не смотря на выраженный
дефицит зрелых Т-клеток (СD3+), всех Т-клеток (СD5+), у женщин
концентрации указанных параметров значительно превышают таковые у
мужчин. Средний уровень содержания СD10+ в среднем составил 0,58±0,10·109кл/л. В наших исследованиях у 33,33% лиц отмечены
повышенные концентрации клеток СD10+, отражающих уровни
лимфопролиферации (соответственно 33,33 и 33,33%).
У местных (оседлых) жителей Заполярья среднее содержание Т-клеток
+
CD3 значительно ниже общепринятой физиологической нормы и
составляет в среднем 0,42±0,05·109кл/л, независимо от пола. Анализ
состояния клеточного звена иммунитета в данной группе обследуемых лиц
10
показал, что количество лимфоцитов с рецепторами CD5+ составляет
0,42±0,05·109кл/л. Анализируя средний уровень содержания клеток
носителей СD10+ выявили, что среднее содержание клеток СD10+ находится
ближе к верхней границе общепринятых физиологических норм
0,41±0,06·109кл/л (соответственно 0,41±0,07 и 0,40±0,04·109кл/л). Более
высокий, чем в среднем, уровень содержания лимфоцитов CD10+
характеризует значительную лимфопролиферацию у местных (оседлых)
жителей. Указанное явление широко распространено (в среднем 15,10%, в
том числе 21,05% у женщин и 9,10% у мужчин).
Так, у оленеводов Заполярьязрелые Т-лимфоциты (CD3+) составляют в
среднем 0,50±0,09·109кл/л, при этом количество клеток CD5+ и CD3+ у
женщин достоверно больше, чем у мужчин (р<0,01). Среднее содержание
зрелых Т-лимфоцитов несколько выше, чем содержание CD5+. Содержание
лимфоцитов с рецепторами CD10+ в среднем составило 0,42±0,07·109кл/л,
при этом для малодифференцированных клеток повышенное содержание
зафиксировано у женщин 0,56±0,08·109кл/л, что косвенно отражает высокую
лимфопролиферативную активность, при этом у мужчин содержание
указанного параметра фиксировалось на нижней границе нормы
0,28±0,06·109кл/л, p<0,05. Процессы значительной лимфопролиферации
установлены в среднем у 17,62% обследуемых оленеводов, при этом у
женщин указанные процессы встречаются в 4 раза чаще (28,57%) по
сравнению с мужчинами (6,67%), p<0,001.
Установлено, что среднее содержание цитотоксических клеток, а также
хелперов-индукторов крайне велико у всех групп обследуемых лиц.
У местных (оседлых) жителей Приполярья уровень содержания Тлимфоцитов хелперов/индукторов СD4+ находится в пределах общепринятых
физиологических норм, причем у женщин достоверно ниже, чем у мужчин
(0,49±0,03 и 0,71±0,09·109кл/л соответственно, p<0,01). Дефицит СD4+
встречался в 2,5 раза чаще (35,06%), чем его повышенные концентрации
(14,54%), особенно у женщин (39,34 и 9,84 % p<0,01).
Среднее содержание СD8+ в 1,5 раза превышает установленные
физиологические колебания у 61,92% обследуемых лиц. Средний уровень
хелперно/супрессорного коэффициента СD4+/СD8+ равен 1,02±0,07 без
существенной разницы по полу. Высокие уровни цитотоксических
лимфоцитов СD8+ в среднем встречались у 61,92% обследуемых лиц, при
этом у 62,30% женщин и 61,54% мужчин данный показатель составил
0,59±0,07·109кл/л. Недостаточность в содержании клеток с рецепторами к
СD8+ выявлена у 8,20 % женщин и только в 3,85% случаев у мужчин. Крайне
настораживает тот факт, что у более половины обследуемых выявлены
аномально низкие значения хелперно-супрессорного коэффициента
(СD4/СD8) в первую очередь за счет повышенных концентраций
лимфоидных клеток СD8+.Уровень содержания Т-клеток естественных
киллеров СD16+ у обследуемой группы в среднем составляет
0,59±0,07·109кл/л (0,56±0,04 и 0,62±0,10·109кл/л соответственно). Уровни
11
содержания естественных киллеров СD16+ в 47,10% случаев зафиксированы
ближе к верхней границе нормы, особенно у женщин (соответственно 55,74 и
38,46%).
Важно отметить, что у кочующих оленеводов Приполярья ни у
женщин, ни у мужчин, ни разу не был зафиксирован дефицит
хелперов/индукторов. Значение хелперно/супрессорного коэффициента
выявлено в 2 раза ниже общепринятых физиологических норм и в среднем
составило 0,9 за счет повышенных концентраций клеток с рецепторами к
СD8+.Уровень содержания Т-супрессоров СD8+ у лиц ведущих кочевой образ
жизни в 1,5 раза превышает верхнюю границу общепринятых
физиологических норм: 0,60±0,10·109кл/л. Уровень содержания естественных
киллеров СD16+ в среднем составляет 0,53±0,07·109кл/л (0,55±0,06 и
0,51±0,08·109кл/л соответственно).Дефицит СD4+ встречался в 2,5 раза чаще
(41,67%), чем его повышенные концентрации (16,67%), особенно у мужчин
(33,33 и 50,00 % p<0,001).Высокие уровни цитотоксических лимфоцитов
СD8+ в среднем встречались у 62,50% обследуемых лиц, при этом у 66,67%
женщин и 58,33% мужчин данный показатель составил 0,60±0,10·109кл/л.
Недостаточность в содержании клеток с рецепторами к СD8+ выявлена у
8,33 % мужчин, а у женщин дефицит клеток с рецепторами к СD8+ выявлен
не был. Уровни содержания естественных киллеров СD16+ в 45,84% случаев
зафиксированы ближе к верхней границы нормы, особенно у женщин
(соответственно 50,00 и 41,67%).
У местных (оседлых) жителей Заполярья среднее содержание CD4+0,48±0,05·109кл/л (соответственно 0,40±0,04 и 0,55±0,06·109кл/л), причем у
мужчин достоверно выше (p<0,001). Средний уровень СD8+0,41±0,05·109кл/л. Уровень содержания СD16+ в среднем - 0,48±0,05·109кл/л
(0,44±0,04 и 0,52±0,05·109кл/л соответственно) (Рис. 1.)Высокие уровни
цитотоксических лимфоцитов CD8+ в среднем встречались у 45,34%
обследуемых, при этом у 31,58% женщин и 59,10% мужчин данный
показатель составил 0,41±0,05·109кл/л. Наши исследования показали, что у
местных (оседлых) жителей Заполярья содержание клеток CD16+ крайне
велико у 40,00% обследуемых при этом у мужчин в 2 раза чаще, чем у
женщин (30,00 и 50,00%, соответственно).
В наших исследованиях у кочевых оленеводов Заполярья анализ
уровня концентраций хэлперов/индукторов (CD4+) показал, что данный
показатель
находится
в
пределах
физиологической
нормы
9
9
(0,49±0,09·10 кл/л), с достоверной разницей у женщин 0,64±0,12·10 кл/л и у
мужчин 0,34±0,05·109кл/л (р<0,01).
Уровень Т-клеток естественных киллеров CD16+ в среднем равен
0,48±0,06·109кл/л, с достоверной разницей у женщин и мужчин
(соответственно 0,64±0,08 и 0,32±0,04·109кл/л, р<0,01). У людей, ведущих
кочевой образ жизни содержание клеток CD16+ крайне велико у 36,67%
обследуемых при этом у женщин в 10 раз чаще, чем у мужчин (66,67 и 6,67%,
соответственно), p<0,01.
12
Рис. 1. Средние данные цитотоксических клеток у местных жителей и
оленеводов Приполярья и Заполярья
Примечание: *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001 при сравнении местных жителей
и оленеводов Приполярья с местными жителями и оленеводами Заполярья
Сравнительный анализ полученных результатов относительно
пониженного содержания цитотоксических клеток у обследуемых лиц
свидетельствует о том, что указанная недостаточность была выявлена от 8 до
40% у кочующих оленеводовособенно в Заполярье (СD8+, СD16+) и от 6 до
10% у местных (оседлых) жителей, независимо от района проживания.
Рассматривая выявленные закономерности иммунных дисбалансов
следует отметить, что среди обследуемых лиц, проживающих в районах
Крайнего Севера значителен уровень напряжения клеточного звена
иммунитета, связанный не только с дефицитом (например, СD3+, СD5+), но и
с повышенным и в отдельных случаях крайне высоким содержанием
отдельных показателей (например, СD8+, СD16+, СD25+, СD71+,СD95+ и др).
Таким образом, повышенное содержание цитотоксических лимфоцитов
+
(СD8 , СD16+) наиболее часто выявлялось у лиц ведущих кочевой образ
жизни: у 62% чумработниц (0,71±0,14·109);
у 54% оленеводов
9
(0,56±0,07·10 ). У местных (оседлых) жителей Европейского Севера
повышенные уровни указанных клеток установлены у 45% женщин
(0,42±0,06·109) и у 40% мужчин (0,41±0,05·109). Физиологическая значимость
клеточно-опосредованной цитотоксичности (СD8+, СD16+) подтверждается
изменениями их концентраций в сторону повышения, жесткими
корреляционными связями с клетками-активаторами (CD71+, CD25+, HLADR+) у людей в экстремальных условиях кочевого образа жизни, по
сравнению с таковыми у оседлых лиц.
Представляло интерес оценить физиологическую значимость
содержания цитотоксических лимфоцитов (СD8+, СD16+) в периферической
13
крови в разных возрастных группах обследуемых лиц, проживающих на
территории Европейского Севера.
Фагоцитарное число у обследуемой возрастной группы19-40 лет
составило5,21±0,21. Процент активных фагоцитов в среднем - 51,41±1,04, без
выявленной разницы по полу. Аналогичные данные были получены при
обследовании возрастной группы 41-60 лет: фагоцитарное число - 5,07±0,19.
Количество активных фагоцитов - 51,60±1,13%, у женщин несколько выше,
чем у мужчин (53,24±0,73 и 49,96±1,52 соответственно).
Исследование
концентрации
клеток
с
рецептором
к
+
трансферрину(CD71 ) показало, что количество клеток с указанным
носителем в периферической крови у обследуемых жителей Европейского
Севера в возрасте 19-40 лет в среднем составило - 0,49±0,05·109кл/л, с
достоверной разницей между женщинами и мужчинами (0,54±0,04 и
0,43±0,05·109кл/л, p<0,001, соответственно). Концентрация среднего
содержания клеток с рецепторами к апоптозу(CD95+) составила
0,51±0,05·109кл/л, без существенной разницы по полу (у женщин 0,54±0,04·109кл/л, у мужчин - 0,47±0,05·109кл/л).
При обследовании возрастной группы 41-60 лет было получено, что
среднее содержание клеток с рецептором к трансферрину(CD71+) составило
0,53±0,05·109кл/л, (у женщин - 0,50±0,03·109, у мужчин - 0,55±0,07·109кл/л).
В наших исследованиях уровень среднего содержания клеток с рецепторами
к апоптозу(СD95+) составил - 0,53±0,05·109кл/л, у женщин и мужчин
соответственно 0,47±0,03·109 и 0,59±0,07·109кл/л.
В результате анализа полученных данныху группы в возрасте 19-40
летзрелые Т-лимфоциты (CD3+)составляют в среднем 0,51±0,05·109кл/л.
Количество Т-лимфоцитов CD5+ в среднем - 0,52±0,05·109кл/л, без
существенной разницы по полу. Аномально низкое содержание зрелых
функционально активных клеток СD3+ и клеток СD5+ зарегистрировано у
91,90 и 100,00% обследованных лиц, без разницы по полу. Среднее
содержание уровня малодифференцированных клеток CD10 +в среднем 0,49±0,05·109кл/л, причем у женщин немного выше, чем у мужчин (0,53±0,04
и 0,45±0,05·109, кл/л соответственно).Повышение уровня содержания
лимфоцитов CD10+ регистрировалось в 57,33% случаев, с достоверной
разницей у женщин и мужчин, соответственно 31,91% и 16,13%, р<0,05.
Пониженных значений данного параметра зафиксировано не было.
Аналогичные данные были получены у возрастной группы 41-60 лет.
Содержание зрелых Т-лимфоцитов (CD3+) в среднем - 0,50±0,05·109кл/л
(0,47±0,03 и 0,53±0,06·109кл/л, соответственно). Количество лимфоцитов с
рецепторами CD5+ составило
- 0,50±0,05·109кл/л (0,49±0,03 и
0,51±0,06·109кл/л, соответственно), при этом количество клеток CD3+ и
CD5+ у женщин меньше, чем у мужчин.Дефицит зрелых функционально
активных клеток СD3+ регистрировали у 89,41% (соответственно 96,05 % и
82,76), а дефицит клеток СD5+
регистрировали в 99,34% случаев
(соответственно 98,68% и 100,00%). Повышенные значения клеток СD3+
14
встречались лишь в 1,32%, причем, только у женщин. Повышенных значений
клеток СD5+ зафиксировано не было. Содержание лимфоцитов с
рецепторами СD10+ в среднем - 0,46±0,04·109кл/л. Более высокий, чем в
среднем, уровень содержания лимфоцитов СD10+ характеризует
значительную лимфопролиферацию у жителей Европейского Севера в
возрасте 41-60 лет. Указанное явление широко распространено в среднем у
25,13% обследуемых лиц, в том числе у женщин – 22,67% и 27,59% у
мужчин.
Анализ уровня концентраций клеток хелперов/индукторов (CD4+) у
обследуемой группы в возрасте 19-40 лет показал, что данный показатель
находится
в
пределах
общепринятых
физиологических
норм
9
(0,51±0,05·10 кл/л), существенно не различаясь по полу. Абсолютно низкие
концентрации СD4+ выявлены в среднем в 46,99% случаев, достоверно чаще
у мужчин (у женщин – 39,13%, у мужчин – 54,84%,p<0,001). Повышенные
значения указанных клеток были зарегистрированы у 15,68% обследуемых
респондентов.Анализ уровня содержания клеток CD8+ показал, что данное
значение у жителей возрастной группы 19-40 лет - 0,51±0,05·109кл/л, с
небольшой достоверной разницей по полу (0,56±0,04 и 0,45±0,05·109кл/л,
p<0,001, соответственно у женщин и мужчин).Пониженные уровни
цитотоксических лимфоцитов CD8+ в среднем встречались лишь у 7,02%
лиц. Повышенные значения указанного параметра встречались в 57,33%
случаев, чаще у женщин, чем у мужчин (соответственно 63,04% и 51,61%).
Уровень содержания CD16+ в среднем составляет 0,51±0,04·109кл/л, причем у
женщин достоверно выше, чем у мужчин (0,56±0,03 и 0,45±0,04·109кл/л,
p<0,001). Наши исследования показали, что у возрастной группы 19-40 лет
пониженное содержание клеток CD16+ было зафиксировано у 12,36%
обследуемых, причем у женщин достоверно реже, чем у мужчин (2,13% и
22,58%,р<0,05, соответственно). Частота распространения высоких средних
значений естественных киллеров (CD16+) отмечается в 43,79% случаев, с
достоверной разницей по полу (у женщин – 55,32% и у мужчин –
32,26%,р<0,01).
Выявили, что у возрастной группы 41-60 лет среднее содержание Тлимфоцитов хелперов/индукторов CD4+ составляет в среднем 0,52±0,04·109кл/л, причем у мужчин выше, чем у женщин (0,46±0,03 и
0,58±0,05·109кл/л, соответственно). Абсолютно низкие концентрации Тхелперов (СD4+) выявлены в среднем в 39,63% случаев. Повышенные
значения указанных клеток зарегистрированы у 14,07% обследуемых
респондентов, причем у мужчин в 6 раз чаще (соответственно, 4,00% и
24,14%; р<0,01). Средний уровень цитотоксических клеток СD8+ в возрасте
41-60 лет в среднем составляет 0,48±0,05·109кл/л. Пониженные концентрации
СD8+ зафиксированы у 15,29%. Крайне высокие концентрации указанного
параметра встречались в 59,04% случаев, с небольшой разницей между
женщинами и мужчинами (56,00% и 62,07%, соответственно). Уровень
содержания естественных киллеров (СD16+) в среднем - 0,52±0,05·109кл/л,
15
без существенных различий у женщин и мужчин (0,50±0,03 и
0,54±0,06·109кл/л, соответственно). В наших исследованиях у возрастной
группы 41-60 лет пониженное содержание клеток CD16+ зафиксировано у
12,59%, без выявленной разницы по полу (14,47% и 10,71%,соответственно).
Частота распространения высоких средних значений естественных киллеров
(CD16+) отмечается в 44,27% случаев (у женщин – 42,10% и у мужчин –
46,43%).
Таким образом, у взрослых людей на Севере Европейской территории
РФ регистрируется повышенное содержание цитотоксических лимфоцитов
CD16+, связанное не только с образом жизни и районом проживания (у 3050% местных (оседлых) жителей и у 36-67% оленеводов Заполярья; у 38-55%
местных (оседлых) жителей и у 40-50% оленеводов Приполярья), но и с
возрастом. У лиц старшей возрастной группы 41-60 летустановлено
снижение концентраций лимфоцитов CD8+ и CD16+ в периферической крови.
Цитотоксические клетки CD8+, CD16+ ассоциируются с повышенным
уровнем активированных Т и В клеток в 5% случаев у лиц Приполярного
района и 9-16% случаев у лиц Заполярья.
У 52% (53 % местных и 51% оленеводов) жителей Приполярья и у
41,5% (40% местных и 43% оленеводов) жителей Заполярья с крайне низкой
фагоцитарной активностью (38-42%) регистрируются самые высокие
концентрации клеток CD8+, CD16+, CD20+, HLA-DR+, CD71+ и CD95+,
особенно весной. У лиц с высоким процентом активных фагоцитов (>50)
установлены самые низкие концентрации цитотоксических клеток (r=0,87;
p<0,001).
У 90% обследуемых лиц не зависимо от возраста, выявлен дефицит
зрелых функционально активных Т-клеток CD3+: у 78% местных жителей
Приполярья и 95% - Заполярья; у 87% оленеводов Приполярья и у 95% Заполярья, практически не зависимо от района проживания и образа жизни.
Установлено, что у лиц до 40 лет выше уровни лимфопролиферации
+
CD10 , особенно в Приполярье (24%); в 2 раза чаще встречается дефицит
зрелых функционально активных Т-клеток (91%) и имеет высокий уровень
корреляций (r=0,89).
Результаты, полученные в диссертационном исследовании и сравнение
их с немногочисленными литературными данными, позволяют считать, что
цитотоксические лимфоциты (CD8+, CD16+) определяют клеточноопосредованную цитотоксическую активность в реакциях иммунного
гомеостаза на Севере Европейской территории России. Лимфоидные
субпопуляци и супрессоров-киллеров CD8+ и естественных киллеров CD16+
выполняют компенсаторную и защитную роль: в работе сделана попытка
выявления механизма замещения (компенсации) выраженного Т-клеточного
дефицита всех Т-клеток CD5+ и зрелых функционально-активных
дифференцированных CD3+ в условиях Приарктического региона. По
нашему мнению, выявленный механизм компенсации является резервным
механизмом иммунной защиты, активизируется в условиях экстремальных
16
климатоэкологических, профессиональных факторов и образа жизни у
человека на Севере. Значимость механизма клеточно-опосредованной
цитотоксической активности сочетается с повышением лимфопролиферации
и апоптоза, с возрастом и условиями жизни.
ВЫВОДЫ
1.
Повышенные концентрации цитотоксических лимфоцитов CD8+и
CD16+ выявлены у лиц, проживающих на Севере Европейской территории
РФ, преимущественно у кочевых (0,71±0,14·109и 0,64±0,08·109кл/л) и лиц до
40 лет (0,51±0,05·109 и 0,52±0,04·109кл/л); р<0,01.
2.
Физиологическая значимость содержания цитотоксических
лимфоцитов CD8+ подтверждается большой частотой распространения их
повышенных уровней у 62,50% кочевых лиц, 45,34% оседлых жителей, у
67,33% лиц до 40 лет и у 59,04% лиц старше 40 лет; CD16+ - у 45,84%
кочевых лиц; 40,00% оседлых жителей; у 53,79% лиц до 40 лет и у 44,27%
лиц старше 40 лет.
3.
Повышенное содержание фенотипов лимфоцитов CD8+, CD16+
взаимосвязано с дефицитом фагоцитарной активности (r=0,80); с дефицитом
зрелых функционально активных CD3+ клеток (r=0,78) и повышенным
содержанием клеток с рецептором к апоптозуCD95+ (r=0,80) у 27 -89%
обследованных (в 3 раза чаще у кочевых лиц) в зависимости от показателя.
4.
Участие фенотипов лимфоцитов CD8+ и CD16+ в механизме
регуляции активности клеточного и гуморального звена иммунитета
сопряжено с концентрациями В-клеток (CD20+) и клеток-активаторов
(CD71+, CD25+, HLA-DR+) у 7-30% кочевых лиц, 9-10 % оседлых (r=0,720,80); р<0,01.
5.
Установлено, что у северян с возрастом (старше 40 лет)
содержание клетокCD8+ и CD16+в периферической крови, а также частота
регистрации их повышенных уровней снижается; р<0,01.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Выявленные в работе физиологические закономерности влияния
процессов фагоцитарной активности и активации клеток с рецепторами
CD8+, CD16+, HLA-DR,CD25+, CD71+ у практически здоровых лиц могут
быть использованы для оценки степени адаптации к условиям среды.
2. Повышение концентрации любой из субпопуляций CD8+и CD16+
свидетельствует об активации клеточного звена иммунитета в меняющихся
условиях среды; последующее понижение уровня указанных клеток до
уровня физиологической нормы свидетельствует об адаптации.
СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ,
17
ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЩёголеваО.Е.Состояние иммунного гомеостаза у молодых
лиц
с
манифестными
формами
экологически
зависимых
иммунодефицитов на европейском Севере/ О.Е. Щёголева, М.В.
Меньшикова, М.С. Айвазова, Е.Ю. Шашкова, Т.Б. Михайлова (Т.Б.
Сергеева) // Экология человека, 2010. - №5. – С. 35-41.
2.
Щёголева Л.С. Реакции иммунного гомеостаза у жителей посёлка
Пинега Архангельской области / Л.С. Щёголева, О.Е. Филиппова, А.Ю.
Стирманова, Е.Ю. Шашкова, Т.Б. Сергеева, М.В. Некрасова // Российский
аллергологический журнал. – 2012. - №1 выпуск 1. – С. 354-355.
3.
Сергеева Т.Б. Фагоцитарная активность и апоптоз у мужского
населения п. Несь Ненецкого автономного округа в условиях климатического
стресса /Т.Б. Сергеева, А.Ю. Стирманова // Мат-лы. междунар. междисц.
конгресса «Нейронаука для медицины и психологии». – Судак, 2012. – С.365366.
4.
Сергеева Т.Б. Физиологические особенности иммунного статуса
у чумработниц в Баренцевом Евро-Арктическом регионе / Т.Б. Сергеева, Л.С.
Щёголева, Е.Ю. Шашкова, А.А. Бичкаев // Материалы ХХII Съезда
физиологического общества им. И.П. Павлова.- М. - Волгоград, 2013. – С.
476
5.
Сергеева Т.Б. Резервные возможности иммунного гомеостаза
жительниц Приполярья / Т.Б. Сергеева, Е.Ю. Шашкова, Л.С. Щёголева
// Российский иммунологический журнал. – 2013 – Т.7(16), № 2-3. - С. 267268.
6.
Щёголева Л.С. Активность иммунокомпетентных клеток у
взрослых северян оседлого и кочевого образа жизни / Л.С. Щёголева, М.В.
Некрасова, Т.Б. Сергеева, О.Е. Филиппова, А.Ю. Рыбкина, Е.Ю. Шашкова,
А.А. Бичкаев // Материалы Международной российско-норвежской научной
конференции – Архангельск, 2013. – С.129-133.
7.
Щёголева Л.С. Физиологическая роль клеточно-опосредованной
цитотоксичности в реакциях иммунитета у лиц в экстремальных
климатоэкологических условиях / Л.С. Щёголева, О.Е, Филиппова, Т.Б.
Сергеева, Е.Ю. Шашкова, М.В. Некрасова // Вестник Северного
(Арктического) федерального университета, 2013. - № 4 – С. 89-95.
8.
Сергеева Т.Б. Киллерная активность иммунокомпетентных
клеток у жителей Заполярья / Т.Б. Сергеева, Л.С. Щёголева// Вестник
Уральской медицинской академической науки, №2(48), 2014 – С. 155-156.
9.
Сергеева Т.Б. Цитотоксическая активность у северян в
физиологическом иммунном ответе / Т.Б. Сергеева, Л.С. Щёголева //
Аллергология и иммунология – Сочи, Россия – 2014.– Т. 15, №3 – С. 234.
10. Сергеева Т.Б. Физиологическая роль клеток CD4+, CD8+ и
CD16+ у жителей Европейского Севера в возрасте 19-40 лет / Т.Б.
1.
18
Сергеева // Российский иммунологический журнал - Челябинск, 2014. –
Т. 8 (17). - №2 (1). - С. 140-142.
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв