Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами




Скачать 80.21 Kb.
НазваниеМеханизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами
Дата публикации03.02.2014
Размер80.21 Kb.
ТипДокументы
shkolnie.ru > Химия > Документы


МЕХАНИЗМ СНИЖЕНИЯ ФАГОЦИТАРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙТРОФИЛОВ И ПРОДУКЦИИ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

П.Ф. Забродский, В.А. Гришин, В.К. Бородавко

Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского
В экспериментах на неинбредных белых крысах установлено, что после хронической интоксикации фосфорорганическими веществами - ФОВ (российский VX, зарин) в течение 30 сут в суммарной в дозе, составляющей 0,3 DL50 (по 0,01 DL50 ежесуточно), снижается фагоцитарно-метаболическая активность нейтрофилов. Редукция функции фагоцитарно-моноцитарной системы фосфорорганическими веществами обусловлена стимуляцией н-холинорецептов ее клеток, что проявляется уменьшением концентрации в крови провоспалительных цитокинов ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6.

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________________________________________

Ключевые слова: фосфорорганические вещества, холинергический противовоспалительный механизм, н-холинорецепторы, нейтрофилы, цитокины
MECHANISM TO REDUCE PHAGOCYTIC AND METABOLIC ACTIVITY OF NEUTROPHILS AND PRODUCT PROINFLAMMATORY CYTOKINES UNDER THE INFLUENCE OF CHRONIC INTOXICATION OF ORGANOPHOSPHORUS COMPOUNDS

^ P.F.Zabrodskii, V. А. Grishin, V.K. Borodavko

Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, Russia
It was established in experiments on noninbred rats, that chronic intoxication of organophosphorus compounds – OPC (russian VX, sarin) during 30 day (total dose – 0,3 LD50, on 0,01 LD50 every day) reduced function of the phagocytic metabolic activity of neutrophils. The reduction of the function phagocytic monocytic system (FMS) of OPC is caused by stimulation of the nicotinic acetylcholine receptor оf cells of FMS, which manifests a decrease in blood concentrations of proinflammatory cytokines TNFα, IL-1β, and IL-6.

­­­­­­­­­­­­­­____________________________________________________________

Keywords: organophosphorus compounds. cholinergic anti-inflammatory pathway, nicotinic acetylcholine receptor, neutrophils, cytokines
E-mail: pfzabrodsky@gmail.com

Bulletin of Experimental Biology and Medicine

Широкое использование фосфорорганических соединений в сельском хозяйстве и быту может приводить к загрязнению окружающей среды, вызывать хронические интоксикации [2,15]. В настоящее время химическое оружие (ХО) на основе фосфорорганических веществ - ФОВ (российского VX, зарина, зомана) уничтожаются согласно Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения ХО и его уничтожении [2]. При этом не исключена возможность возникновения аварийных ситуаций, заражения окружающей среды, поражения ФОВ людей. Существует вероятность использования ФОВ в террористических, криминальных и военных целях [2,11].

Данные литературы свидетельствуют о том, что снижение синтеза провоспалительных цитокинов при холинергической стимуляции, в частности, под влиянием ФОВ и других ингибиторов холинэстеразы, может приводить к уменьшению летальности животных в ранней стадии сепсиса [1,2,3,5,12]. Однако, механизмы изменения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов (ФМАН) и продукции провоспалительных цитокинов клетками фагоцитарно-моноцитарной системы - ФМС (преимущественно нейтрофилами, моноцитами, макрофагами) под влиянием хронической интоксикации ФОВ практически не изучены [2].

При хроническом воздействии ФОС возможна реализация холинергического антивоспалительного пути (механизма) - «cholinergic anti-inflammatory pathway» [8,14], включающая активацию м-холинорецепторов (mAChR) головного мозга, которые модулируют иммунорегуляторную функцию блуждаюшего нерва; возбуждение эфферентных волокн n. vagus; действие ацетилхолина на рецепторы; активация н-холинорецепторов (в частности, α7nAChR) клеток ФМС. В клетках ФМС возникновение антивоспалительного эффекта обеспечивается киназой JAK2; фактором транскрипции STAT3; транскрипционным фактором NF-κB. Под влиянием холинергической стимуляции «включение» данных биохимических механизмов клетки ингибирует продукцию ими α-фактора некроза опухоли (ФНОα), протеина B1 - HMGB1, макрофагально-воспалительный протеина-2 - MIP-2, интерлейкинов ИЛ-1β, ИЛ-6 [6].

^ Методика исследования
Исследования проводили на беспородных белых крысах обоего пола массой 180-240 г. В качестве ФОВ использовали российский VX и зарин, которые вводили подкожно в дозе, составляющей 0,01 DL50, ежедневно в течение 30 сут (суммарная доза – 0,3 DL50). DL50 вещества VX и зарина при подкожном введении крысам составляли соответственно 0,018+0,002 и 0,21+0,02 мг/кг. Для определения роли н-холинорецепторов (nAChR) в реализации эффекта ФОВ на ФМАН и продукцию клетками ФМС провоспалительных цитокинов (ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6) применяли никотин в суммарной дозе 0,3 DL50 по 0,01 DL50 ежедневно. DL50 данного препарата составляла для крыс 35±4 мг/кг.

ФМАН под влиянием ФОВ и никотина (фагоцитарный показатель - ФП, фагоцитарное число - ФЧ, индекс активности нейтрофилов (ИАН) в спонтанном и индуцированном НСТ-тестах (НСТ сп., НСТ инд.) оценивали общепринятыми методами [2]. Кровь для исследований забирали из ретроорбитального венозного синуса.

Концентрацию провоспалительных цитокинов (ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6) определяли в плазме крови крыс после хронической интоксикации ФОВ и никотином в эквилетальных дозах через 30 сут методом ферментного иммуносорбентного анализа (ELISA) [4], используя реактивы (ELISA Kits) фирмы BioSource Int. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t-критерия достоверности Стьюдента.
^

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ



Под влиянием хронической интоксикации ФОВ (0,01 DL50 ежесуточно) отмечалась существенная редукция ФМАН (табл. 1).
Таблица 1. Изменение фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов крыс под влиянием хронической интоксикации ФОВ и никотином (суммарная доза 0,3 DL50, 30 сут) (М+m, n=8-10)

Параметры

Контроль

VX

Зарин

Никотин

ФП, %

29,8+2,8

19,2+2,0*

21,1+1,9*

22,3+2,0*

ФЧ, у.е.

2,30+0,21

1,32+0,14*

1,49+0,16*

1,65+0,18*

НСТ сп., ИАН

0,28+0,02

0,14+0,02*

0,18+0,02*

0,21+0,02*

НСТ инд., ИАН

0,57+0,05

0,37+0,04*

0,39+0,04*

0,43+0,04*

Примечание. ИАН – индекс активности нейтрофилов; у.е. – условные единицы (среднее число микробных клеток, поглощенных одним нейтрофилом); * - различие с контролем достоверно р<0,05.
Через 30 сут после действия вещества VX фагоцитарный показатель, ФЧ, индекс активности нейтрофилов в спонтанном и индуцированном НСТ-тестах уменьшались соответственно в 1,55; 1,74; 2,00 и 1,54 раза (р<0,05), а после интоксикации зарином - в 1,41; 1,54; 1,56 и 1,47 раза (р<0,05) соответственно. Хроническое действие никотина снижало ФП, ФЧ, ИАН в НСТ сп. и НСТ инд. соответственно в 1,34; 1,39; 1,33 и 1,32 раза (р<0,05).

По степени редукции ФМАН эффекты ФОВ в эквилетальных дозах существенно не отличались (хотя, в целом, супрессирующее действие VX было выше, чем зарина). Так, средняя кратность снижения всех параметров при действии вещества VX и зарина составляла соответственно 1,68+0,06 и 1,49+0,03 (р<0,05). Эффект никотина был существенно (р<0,05) меньше, чем у ФОВ (средняя кратность снижения всех параметров составляла 1,34+0,02), что свидетельствует о том, что «никотиновый механизм» супрессии ФМАН является не единственным.

Известно, что возбуждение ацетилхолином mAChR нейтрофилов (острое действие) приводит к увеличению их фагоцитарно-метаболической активности [1,2]. Однако, как показали наши эксперименты, при хроническом действии ФОВ наблюдается обратный эффект, связанный с действием никотина на α7nAChR нейтрофилов [6,8]. Не исключено, что данный эффект существенно выше активирующего действия ацетилхолина на mAChR клеток ФМС.

Существуют основания полагать, что на снижение ФМАН может оказывать влияние при хроническом действии ФОВ активация гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы [13]. Редукция ФМАН может быть связана с ингибированием ФОС эстераз цитозоля клеток ФМС (α-нафтилацетатэстеразы, α-нафтилбутиратэстеразы, α-нафтил-AS-D-ацетатэстеразы, α-нафтил-AS-D-хлорацетатэстеразы) [2], а также с инициацией ФОВ перекисного окисления липидов [2].

Редукция ФОВ ФМАН сопровождается снижением в крови концентрации провоспалительных цитокинов. Так, после хронической интоксикации веществом VX концентрация в крови крыс ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6 уменьшалась соответственно в 1,64; 1,76 и 1,62 раза (р<0,05), а после отравления зарином - в 1,47; 1,58 и 1,45 раза (р<0,05) соответственно. По степени снижения исследованных параметров действие вещества VX и зарина в эквилетальных дозах практически не отличалось.

При воздействии никотина в эквилетальной дозе (0,01 DL50 ежесуточно, в течение 30 сут) концентрация в крови крыс ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6 снижалась соответственно в 1,93; 2,17 и 1,85 раза (р<0,05). Средняя кратность снижения провоспалительных цитокинов при действии ФОВ и никотина составила соответственно 1,59+0,05 и 1,98+0,13 (р<0,05). Это позволяет полагать, что редукция содержания провоспалительных цитокинов в крови обусловлена, в основном, стимуляцией н-холинорецепторов клеток ФМС при интоксикации ФОВ (табл. 2).

Таблица 2. Влияние хронической интоксикации ФОВ и никотина (суммарная доза 0,3 DL50, 30 сут) на концентрацию провоспалительных цитокинов в крови крыс, пг/мл (М+m, n=7)


Серии опытов

ФНОα

ИЛ1β

ИЛ-6

Контроль

87±9

65±8

115±10

VX

53±6*

37±4*

71±7*

Зарин

59±7*

41±5*

79±8*

Никотин

45±5*

30±45*

62±7*

Примечание. * -p<0,05 по сравнению с контролем.
Снижение продукции провоспалительных цитокинов клеток ФМС под влиянием хронического действия ФОВ происходит вследствие холинергической стимуляции, в частности, активации н-холинорецепторов (α7nAChR) этих клеток и реализации под влиянием холинергического антивоспалительного механизма («cholinergic anti-inflammatory pathway») [3,8,9,10,14].

При поражении ядами, в частности, ФОВ ФМС играет очень важную роль в реализации, как воспалительных, так и антивоспалительных эффектов. Снижение ФМАН и синтеза провоспалительных цитокинов можно рассматривать, как весьма негативную реакцию при хроническом действии ФОВ. При этом возможны нарушения, связанные с деструкцией и удалением тканей, пораженных токсикантом, и сопряженными с их действием процессами [7]. То есть реализация воспаления, как реакции, носящей защитно-приспособительный характер (а не только патологический), при хронической интоксикации ФОВ нарушается.

Таким образом, после хронической интоксикации ФОВ (российский VX, зарин) в течение 30 сут в суммарной в дозе, составляющей 0,3 DL50 (по 0,01 DL50 ежесуточно) снижается фагоцитарно-метаболическая активность нейтрофилов. Cнижение функции фагоцитарно-моноцитарной системы ФОВ обусловлено стимуляцией nAChR клеток ФМС, что проявляется уменьшением концентрации в крови провоспалительных цитокинов ФНОα, ИЛ-1β и ИЛ-6.
ЛИТЕРАТУРА

  1. Забродский П.Ф. // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1995. Т. 119, № 8. С. 164 - 167.

  2. Забродский П.Ф., Мандыч В.Г. Иммунотоксикология ксенобиотиков: Монография. Саратов, 2007. 420 с.

  3. Забродский П.Ф. // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2010. Т. 150, N 9. С. 309 - 311.

  4. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. Пер. с англ. М, 2000. 582 с.

  5. Fernandez-Cabezudo M.J., Lorke D.E., Azimullah S. et al. // Immunology. 2010. Vol. 130, №3. P.388-398.

  6. Gallowitsch-Puerta M., Pavlov V.A. // Life Sci. 2007. Vol.80, № 24-25. P. 325-329.

  7. Laskin D. L., Sunil V.R., Gardner C.R. et al. // Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2011. Vol. 51. P. 267-288.

  8. Oke S.L., Tracey K.J. // J. Leukoc. Biol. 2008. Vol. 83, №3. P. 512-517.

  9. Pavlov V.A. // Int. J. Clin. Med. 2008. Vol. 1, №3. P. 203-212.

  10. Rosas-Ballina M., Tracey K.J. // J.Intern. Med.-2009. Vol. 265, №6.P. 663-679.

  11. Sharp D. // Lancet. – 2006. – Vol. 14, N 367 (9505). - P.-95-97.

  12. Su X., Mattha M.A., Malik A. B.// J. Immunol. 2010. Vol. 184, № 1. P. 401-410.

  13. Trabold B., Gruber M., Frohlich D. // Scand. Cardiovasc. J. 2007.Vol. 41, № 1. P. 59-64.

  14. Tracey K.J. // J. Clin. Invest. 2007. Vol. 117, № 2. P.289-296.

  15. Tremolada P., Finizio A., Villa S. et al. // Aqat. Toxicol., 2004. – Vol. 67. – N 1. – P. 87-103.

Саратовский государственный медицинский университет, ул. Большая Казачья,112, Саратов, 410710, Россия


Похожие:

Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconП. Ф. Забродский, М. С. Громов, М. С. Шехтер влияние хронической...
Влияние хронической интоксикации фосфорорганическими инсектицидами на фагоцитарно-метаболическую активность нейтрофилов, показатели...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconП. Ф. Забродский Механизм снижения летальности в ранней фазе сепсиса...
Что фосфорорганические соединения (зарин, диметилдихлорвинилфосфат) существенно снижают летальность мышей от сепсиса, вызванного...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами icon2-лимфоцитов и содержания цитокинов в крови при хронической интоксикации...
Ил-4, ил-2, ил-6 и не влияет на содержание в крови концентрации ил-10. При воздействии фов доз 30 сут концентрация в крови кортикостерона...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconИ. Х. Яфарова Саратовский филиал Самарского медицинского института «реавиз»
Нарушение функции th1- и th2-лимфоцитов и изменение содержания цитокинов в крови при различных сроках хронической интоксикации фосфорорганическими...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconИ. Х. Яфарова Саратовский филиал Самарского медицинского института «реавиз»
Нарушение функции th1- и th2-лимфоцитов и изменение содержания цитокинов в крови при различных сроках хронической интоксикации фосфорорганическими...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconИ. Х. Яфарова Саратовский филиал Самарского медицинского института «реавиз»
Нарушение функции th1- и th2-лимфоцитов и изменение содержания цитокинов в крови при различных сроках хронической интоксикации фосфорорганическими...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconИ. Х. Яфарова Саратовский филиал Самарского медицинского института «реавиз»
Нарушение функции th1- и th2-лимфоцитов и изменение содержания цитокинов в крови при различных сроках хронической интоксикации фосфорорганическими...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconВ экспериментах на неинбредных белых крысах установлено, что после...
Влияние хронической интоксикации ацетонитрилом на показатели системы иммунитета и содержание иммунорегуляторных, провоспалительных...
Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconНарушения иммунного статуса и цитокинового профиля при хронической...

Механизм снижения фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и продукции провоспалительных цитокинов под влиянием хронической интоксикации фосфорорганическими веществами iconМеханизмы нарушения иммунного статуса при хронической интоксикации этанолом
Т-лимфоцитов, концентрации цитокинов ифн-γ, ил-2, ил-4, ил-10 в крови и повышение содержания ил-6
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница