Сравнительная оценка влияния угольно-породной пыли и фторида натрия на иммунный статус организма: экспериментальные исследования Казицкая, Анастасия Сергеевна

Краткое описание

Казицкая Анастасия Сергеевна. Сравнительная оценка влияния угольно-породной пыли и фторида натрия на иммунный статус организма (экспериментальные исследования): диссертация ... кандидата Биологических наук: 14.02.04 / Казицкая Анастасия Сергеевна;[Место защиты: ФГБУ Научно-исследовательский институт медицины труда Российской академии медицинских наук], 2017
Сравнительная оценка влияния угольно-породной пыли и фторида натрия на иммунный статус организма: экспериментальные исследования Казицкая, Анастасия Сергеевна
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Казицкая, Анастасия Сергеевна
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные представления о механизмах иммунной реактивности организма

1.2. Иммунный ответ при развитии производственно обусловленных заболеваний бронхолегочной системы

1.3. Иммунный ответ организма на фтористую интоксикацию

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛА, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Влияние угольно-породной пыли на иммунный статус организма экспериментальных животных

3.2. Влияние фторида натрия на иммунный статус организма экспериментальных животных

3.3. Механизмы внутриклеточной защиты от воздействия вредных производственных факторов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список литературы

Иммунный ответ при развитии производственно обусловленных заболеваний бронхолегочной системы
Иммунная система - одна из важнейших гомеостатических систем организма, участвующая практически во всех адаптивных реакциях, основной функцией которой является иммунологический надзор за постоянством внутренней среды организма и удаление чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы (Черешнев В.А. с соавт., 2001; Хаитов P.M., 2006; Clark R., Kupper Т., 2005).
Формирование иммунного ответа является сложным кооперативным процессом, протекающим при участии различных клеточных популяций, каждая из которых выполняет строго определенные функции (Дидковский Н.А., Дворецкий Л.И., 1990; Дранник Г.Н., 1999; Васильева Г.И. с соавт., 2000; Ярилин A.A.,2010;KayJ.E., 1991).
На всех этапах иммунологического ответа происходит взаимодействие между различными иммунокомпетентными клеточными популяциями, результатом которого является активация клеток-предшественников, вступающих в серию последовательных митозов. Биологический смысл этого процесса заключается в формировании популяции высокодифференцированных клеток, выполняющих в организме специализированную функцию - биосинтез антител (Петров Р.В. с соавт., 1994; Хаитов P.M., 2006).
Несмотря на общий, почти универсальный характер иммунологических реакций, существуют специфические различия в реакциях на отдельные антигены (Кноринг Б.Е. с соавт., 2001; Земсков A.M. с соавт., 2012). Еще в начале 70-х годов прошлого века знаменитый физиолог Ганс Селье отмечал, что на действие самых разнообразных раздражителей организм реагирует не только общей, однотипной неспецифической реакцией, но и специфической в каждом отдельном случае (Селье Г., 1972).
По мнению исследователей, становление иммунитета следует рассматривать конкретно как в отношении антигена, так и в отношении индивидуальной резистентности организма (Петров Р.В. с соавт., 1994; Хаитов P.M., 2006; Hajishengallis G. et al., 2010). Вместе с тем, несмотря на имеющуюся в каждом отдельном случае специфику, формирование иммунного ответа в целом имеет общие закономерности, что в первую очередь относится к межклеточным взаимодействиям (Тотолян А.А., Фрейдлин И.С, 2000; Майборода А.А. с соавт., 2006; Ярилин А.А., 2010).
В иммунологическом ответе принимают участие несколько клеточных популяций, отличающихся друг от друга функционально и морфологически. По функциональным признакам всю совокупность клеток, вовлеченных в иммунитет, можно подразделить на две группы: афферентные и эфферентные. При формировании иммунного ответа происходит взаимодействие между указанными клетками (Шабалин В.Н., Серова А.Д., 1988; Фрейдлин И.С., 1998).
К афферентным системам относят клетки (макрофаги, ретикулярные клетки и ряд других форм), участвующие в восприятии антигенного стимула, его переработке и переносе к клеткам эфферентной системы (Утешев Б.С, Бабичев В.А., 1974; Петров Р.В., 1987). Некоторые экспериментальные исследования свидетельствует о том, что данный этап иммуногенеза, вероятно, не является специфичным в отношении антигена (Боева С.С, 2009). Под эфферентным звеном иммунологического ответа понимают кооперативные процессы, приводящие к формированию иммунокомпетентной популяции и биосинтезу антител (Беклемишев Н.Д., 1986; Хаитов P.M., 1995, 2000).
Результатами различных исследований доказано, что деление иммунного ответа на клеточный и гуморальный типы является условным и определяется конечным звеном эффекторной фазы иммунитета. В случае, когда разрушение антигена осуществляют антитела, иммунный ответ относится к гуморальному типу; если клетки - к клеточному (Кульберг А.Я., 1986; Петров Р.В., 1987). При попадании в организм чужеродного материала происходит его поглощение полиморфноядерными нейтрофилами и макрофагами - фагоцитоз, являющийся одним из наиболее эффективных защитных механизмов иммунной системы (Учитель И.Я., 1978; Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989; Paoletti R. et al, 1997;Deban L. et al, 2008).
Для развития иммунного ответа очень важно взаимодействие макрофагов с лимфоцитами. Макрофаги перерабатывают поглощенный антиген для «представления» его Т-лимфоцитам и их активации, запуская, таким образом, иммунный ответ. На поверхности Т-лимфоцитов расположены мембранные рецепторы для распознавания чужеродных молекул антигенов, имеющие специфические участки связывания строго определенных структур (Шабалин В.Н., Серова А.Д., 1988; Майборода А.А. с соавт., 2006; Kay J.E., 1991).
В дальнейшем идет дифференциация Т0-клеток на субпопуляции с образованием Т-хелперов, принимающих участие в формировании цитотоксических Т-лимфоцитов; Т-супрессоров, контролирующих силу иммунного ответа и естественных киллеров. Активированные Т-лимфоциты, с одной стороны, индуцируют образование антител В-лимфоцитами, а с другой -активируют макрофаги, продуцируя лимфокины (Медуницын Н.В. с соавт., 1980; Зотиков Е.А., 1982; Ляшенко В.А. с соавт., 1988; Дидковский Н.А., Дворецкий Л.И., 1990; Ройт А. с соавт., 2000; Hawlisch Н. et al, 2005).
Активированные макрофаги выполняют важную роль в инициации иммунного ответа. Антитела образуются плазматическими клетками, предшественниками которых служат В-лимфоциты, каждый из которых запрограммирован на синтез специфичных антител - иммуноглобулинов (Алексеева О.Г., 1987; Пол У., 1987; Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989; Новицкий В.В., 2009; Ярилин А.А., 2010).
Иммунный ответ организма на фтористую интоксикацию
Развитие фтористой интоксикации в эксперименте моделировали свободным доступом крыс к раствору фторида натрия в концентрации 10 мг/л, что составляет суточную дозу 1,2 мг/кг массы тела (Уланова Е.В. с соавт., 2007). Анализ данных литературы показал существование различных способов введения фтора в организм экспериментальных животных. Наиболее естественным методом является организация свободного доступа животных к раствору фторида натрия, резорбция которого через слизистую оболочку желудка составляет более 95% (Агалакова Н.И., Гусев Г.П., 2011; Мусийчук Ю.И. с соавт., 2012; Ядыкина Т.К., 2013; Whitford G.M., 1971).
Согласно ГОСТу 2784-54 ПДК фтора в воде составляет 1,5 мг/л. Концентрация фторида натрия, выбранная в эксперименте, не предполагала острую токсичность, и была направлена на поступательный сдвиг основных биохимических и иммунологических показателей в условиях постепенной аккумуляции фтора в организме (Ядыкина Т.К., 2013).
Для определения влияния УПП и NaF на сдвиг иммунологических показателей производили забор крови из хвостовой вены экспериментальных животных на 2-е и 4-е сутки, а затем через 1, 3, 6, 9, 12 недель воздействия.
Характеристика клеток периферической крови, отражающая физиологические и патологические изменения в организме, является важным показателем естественной неспецифической резистентности. В связи с этим были изучены показатели гемограммы: лейкоциты (10 /л), палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы (%), моноциты (%), лимфоциты (%). Подсчет общего количества лейкоцитов произведен классическим способом в камере Горяева, анализ лейкоцитарной формулы - в окрашенных мазках периферической крови.
Ферментативную активность лейкоцитов (ед. активности) периферической крови определяли стандартным цитохимическим методом окрашивания с последующим микроскопическим описанием мазков крови на микроскопе MS-50 (Австрия). Исследовали следующие ферменты: щелочная и кислая фосфатазы (ЩФ, КФ), сукцинатдегидрогеназа (СДГ), митохондриальная и цитоплазматическая а-глицерофосфатдегидрогеназы (а-ГФДГмит., а-ГФДГцит.), отражающие основные метаболические процессы (глицерофосфатный шунт, цикл трикарбоновых кислот, процессы катаболизма).
Для оценки состояния гуморального звена иммунитета определяли уровень сывороточных иммуноглобулинов A, G, М (IgA, IgG, IgM) иммуноферментным анализом с помощью наборов реактивов ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск). Определение уровня Ig является одним из основных методов диагностики всех форм иммунодефицитов, связанных с биосинтезом антител.
Содержание общего холестерина (ХС, ммоль/л), триглицеридов (ТГ, ммоль/л) и липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП, ммоль/л) определяли спектрофотометрическим методом на фотометре РМ-5010 (Германия) с помощью соответствующих наборов фирмы «Ольвекс - Диагностикум» (Россия). Концентрацию липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП) рассчитывали по формуле Фридвальда (Friedwald W.T. et al, 1972).
В клинической практике широко используется определение БОФВ, что обусловлено их ключевой ролью в каскаде реакций неспецифической защиты при патологических процессах. Особенностью большинства БОФВ является высокая корреляция их концентраций в крови с активностью заболевания. Содержание в крови позитивных реактантов острой фазы воспаления - гаптоглобина (Нр, мг/дл) и церулоплазмина (Ср, мг/дл) определяли иммунотурбидиметрическим методом на фотометре 5010 (Германия) с помощью наборов «Haptoglobin» и «Ceruloplasmin» производства «Sprinreact», Испания.
Взаимосвязь между неспецифическими защитными реакциями и специфическим иммунитетом осуществляют молекулы межклеточного взаимодействия - цитокины, участвующие в патогенезе различных заболеваний. Уровень сывороточных цитокинов: TNF-a, IFN-y, IL-1J3, 2, 4, 6, 8, 10 (пг/мл) определяли на анализаторе Multiskan EX методом иммуноферментного анализа с использованием наборов «Вектор Бест» (Новосибирск). Концентрацию глюкокортикоидных гормонов (ГКГ, нмоль/л), оказывающих регулирующее влияние на иммунный ответ, определяли иммуноферментным анализом (DBC, США).
Уровень фактора транскрипции HIF-la, стресс-индуцибельного белка HSP72 и гем-оксигеназ (НОх-1,2) определяли методом Western-блот анализа в цитоплазматической фракции сердца, легких и печени. Детекцию белков проводили с использованием ECL реагентов (Amersham) на рентгенографическую пленку (Kodak film). Количественная интерпретация иммуноблотов осуществлялась путем сканирования и обработки с помощью компьютерной программы Photoshop, результаты выражали в относительных денситометрических единицах (ODE).
Для гистологического исследования внутренних органов у экспериментальных животных после декапитации под эфирным наркозом забирали фрагменты сердца, легких, печени и почек. Кусочки тканей фиксировали в 12% нейтральном формалине и проводили в парафине. На микротоме МС-1 готовили срезы толщиной 3-5 мкм, которые затем окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по методу Ван Гизона, с докраской эластических и коллагеновых структур легких по Гейденгайну. Микроскопирование гистологических препаратов проводилось с помощью микроскопа Olympus СХ31 RBSF (Германия) при увеличении окуляра 10 + 18 и объектива 25, 40 и 100 с водной и масляной иммерсией с использованием цифровой камеры Levenhuk С800.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ Statistica 6.0. Рассчитывали средние значения показателей (М) и стандартные ошибки среднего значения (±т). При нормальном распределении признаков различия показателей между группами оценивали по t-критерию Стьюдента и считали достоверными при р 0,05 ( - при р 0,05; - при р 0,01; - при р 0,001). При ненормальном распределении использовали непараметрический Mann-Whitney U Test, результаты в таблицах и на рисунках представлены в виде медианы. Нормальность распределения количественных признаков оценивали по W-критерию Шапиро-Уилка. При сравнении групп данных использовали линейный корреляционный анализ и определяли коэффициент корреляции (г).