Введение к работе
з
Актуальность проблемы. В настоящее время исследователями активно обсуждается вопрос о функционировании иммунной системы организма при опухолевом росте. Непосредственное участие в неопластическом процессе, связанное с распознаванием трансформированных клеток, их нейтрализацией и элиминацией из организма, принимают лимфоциты. Однако опухоль способна избегать иммунного надзора благодаря ряду защитных механизмов: изменению специфичности антигенов, выделению иммуносупрессирующих факторов и др. (А.А. Ярилин, 1999; И.С. Фрейдлин, А.А. Тотолян, 2001). Поэтому приоритетным является поиск и разработка способов направленной активации иммунного ответа на развивающуюся опухоль и усиления антигенных свойств неопласти-чески трансформированных клеток.
К эффективным методам немедикаментозной терапии, использующихся для лечения широкого спектра заболеваний (вирусных, гнойно-септических, бронхо-легочных), относится аутотрансфузия УФ-облученной крови (АУФОК). В основе ее лечебного действия лежат фотохимические реакции, оказывающие влияние на поверхностные рецепторы и ферментные системы иммунокомпе-тентных клеток (Т.П. Гажеева и др., 1994). В связи с этим использование УФ-облучения с целью стимулирования компонентов иммунной системы и возможного применения активированных иммуноцитов в комплексной терапии опухолей является одним из перспективных направлений фотоиммунологии.
Изучение деструктивно-модифицирующего, регуляторного и лечебно-профилактического действия АУФОК тесно связано с выяснением биологической роли активированных кислородных метаболитов (АКМ), образующихся при протекании разнообразных темновых и фотоиндуцированных реакций (У. Прайор, 1979; Н.К. Зенков, Е.Б. Меньшикова, 1997; А.А. Болдырев, 2003; Г.С. Шаповал, В.Ф. Громовая, 2003). Учитывая противоречивую и неполную информацию о направленности изменений структурно-функционального состояния иммуноцитов в условиях оксидативной модификации, необходимо проведение исследований, позволяющих оценить вклад активных форм кислорода (АФК) в процесс УФ-модификации клеток крови для его целенаправленной регуляции.
Для стабилизации различных патологических состояний организма, сопровождающихся избыточным накоплением АФК и гипофункцией антиоксидант-ной системы, что наблюдается при действии экстремальных факторов (УФ- и ионизирующего излучений, некоторых ксенобиотиков, активации нейтрофилов
и фагоцитов, избытке кислорода, гема, Fe , Си ), необходима разработка способов эффективной утилизации АКМ и повышения устойчивости клеток и их компонентов к оксидативной модификации и фотоокислению.
Биогенные амины являются нейромедиаторами, участвующими в проведении нервного возбуждения, формировании эмоций, поведения, адаптации, памяти, обучения, а также локальными и дистантными гормонами, регулирующими процессы воспаления, аллергии, стрессовой реакции и др. (И.Л. Вайс-фельд, Г.Н. Кассиль, 1981; Н.Г. Сергиенко и др., 1992; В.И. Кулинский, Л.С.
4 Колесниченко, 2002). Показана способность биогенных аминов проявлять фотопротекторное действие по отношению к белковым макромолекулам (В.Г. Ар-тюхов и др., 1994, 1997; Г.А. Вашанов, 1993; В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко, 2002). Установлены механизмы фотопротекторного эффекта биогенных аминов при исследовании сочетанного влияния УФ-света и данных соединений на структурно-функциональное состояние макромолекул лактатдегидрогеназы из разных источников (М.А. Наквасина, 2006). Однако отсутствуют работы, касающиеся изучения роли биогенных аминов в регулировании структурно-фукционального состояния иммуноцитов в условиях воздействия экзогенных агентов. Исследования подобного рода интересны для выяснения механизмов патогенеза многих заболеваний (злокачественного роста клеток, аллергии, нервно-психических и др.) и межклеточных взаимодействий нервных и иммунных клеток в норме и после воздействия УФ-облучения и АФК.
Все вышеизложенное обусловило необходимость проведения экспериментов, направленных на выявление возможного модулирующего действия УФ-облучения, АФК и биогенных аминов на структурно-функциональные характеристики иммуноцитов человека, что позволит разработать методы направленной иммунокоррекции для комплексной терапии опухолей и других заболеваний человека.
Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы явилось изучение изменений структурно-функционального состояния лимфоцитов крови человека после УФ-облучения, воздействия активных форм кислорода в свободном состоянии и в присутствии биогенных аминов.
Задачи работы предусматривали:
Исследование влияния УФ-света (240-390 нм) в дозах 75,5; 151; 755 и 1510 Дж/м на цитотоксическую активность, антителообразующую способность лимфоцитов, их жизнеспособность и уровень экспрессии некоторых рецептор-ных структур.
Изучение изменений цитотоксичности, антителообразующей и ФНО-продуцирующей способности, жизнеспособности и уровня экспрессии рецепторов лимфоцитарных клеток в условиях экзогенной генерации активных форм кислорода (супероксидного анион-радикала, гидроксильного радикала, синг-летного кислорода и пероксида водорода).
Исследование сочетанного действия УФ-облучения (75,5; 151; 755 и 1510 Дж/м ) и биогенных аминов (гистамина, серотонина, дофамина и адреналина) на структурно-функциональные свойства лимфоцитов (цитотоксичность, антителообразующую и ФНО-продуцирующую способность, жизнеспособность, уровень экспрессии некоторых мембранных рецепторов).
Научная новизна. Работа представляет собой систематическое исследование структурно-функциональных изменений лимфоцитарных клеток человека после воздействия УФ-излучения, активных форм кислорода в присутствии биогенных аминов (гистамин, серотонин, дофамин, адреналин).
Обнаружено корригирующее действие УФ-облучения в дозах 75,5; 151; 755 и 1510 Дж/м на цитотоксическую активность лимфоцитов доноров по отношению к клеткам асцитной карциномы Эрлиха.
5 Показана взаимосвязь изменений функциональных свойств (цитотоксиче-
ской и антителообразующей способности) фотомодифицированных лимфоцитов с уровнем экспрессии их мембранных рецепторов (Fc-, CD3, CD8, CD19, CD56).
Предложена схема отдельных звеньев модифицирующего действия УФ-излучения на структурно-функциональные свойства лимфоцитов человека.
Установлено, что активные формы кислорода (супероксидный анион-радикал, гидроксильный радикал и пероксид водорода) оказывают преимущественно инактивирующее воздействие на большинство показателей структурно-функционального состояния отдельных компонентов лимфоцитарных клеток человека, ответственных за противоопухолевую защиту.
Выявлено модулирующее действие УФ-света и биогенных аминов на ци-тотоксическую активность лимфоцитов человека, обусловленное изменением экспрессии некоторых рецепторов (Fc-, CD8), участвующих в реализации функционального ответа иммуноцитов.
Практическая значимость. Научные положения диссертационной работы расширяют и углубляют современные представления о функционировании отдельных звеньев иммунного ответа в условиях воздействия физико-химических факторов (УФ-света, активных форм кислорода и биогенных аминов).
Изучение УФ-индуцированных изменений цитотоксической активности, антителообразующей способности, жизнеспособности, уровня экспрессии антигенных детерминант лимфоцитов важно для понимания сущности и направленности реакций, лежащих в основе терапевтического эффекта метода аутотранс-фузии УФ-облученной крови.
Экспериментальные данные, полученные при исследовании действия активных форм кислорода на структурно-функциональное состояние лимфоцитов и их отдельных популяций, полезны для расширения современных воззрений о механизмах редокс-регуляции иммунного ответа в норме и при патологии.
Материалы исследований модулирующего действия биогенных аминов по отношению к некоторым характеристикам лимфоцитарных клеток, ответственных за противоопухолевую защиту, до и после УФ-облучения позволят выработать новые подходы к иммунокоррекции основных звеньев иммунного ответа при злокачественном росте клеток. Эксперименты с использованием биогенных аминов также важны для понимания механизмов тонкой регуляции функционирования иммуноцитов в норме, при патологии, после воздействия экзогенных агентов, а также физико-химических основ нейро-иммунных взаимодействий.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на III Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2003); III Internation conference «Reactive oxygen and nitrogen species, antioxidants and human healt» (Smolensk, 2003); III съезде биофизиков России (Воронеж, 2004); Международной научной конференции «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем» (Минск, 2004); Международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» (Москва, 2004); I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005); IV съезде фотобиологов России (Саратов,
6 2005); III Международной конференции «Электромагнитные излучения в биологии» (Калуга, 2005); Научной сессии сотрудников Воронежского госуниверситета (Воронеж, 2005); III Международной конференции ИНТЕРНАС 2007 «Актуальные проблемы современного естествознания» (Калуга, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и 10 тезисов.
На защиту выносятся следующие положения:
1. УФ-свет (240-390 нм) в дозах 75,5^-1510 Дж/м оказывает корригирую
щее действие на цитотоксическую активность лимфоцитов человека.
2. Направленность фотоиндуцированных (75,5^-1510 Дж/м ) изменений
функциональных свойств лимфоцитов коррелирует с уровнем экспрессии ре
цепторов (Fc-рецепторов, CD3, CD8, CD 19, CD56) мембраны лимфоцитов по
сле УФ-облучения.
Активные формы кислорода (О^ ОН", Н2О2) выступают в роли эффективных модуляторов структурно-функционального состояния лимфоцитов крови человека.
Сочетанное действие УФ-света (75,5^-1510 Дж/м ) и биогенных аминов позволило выявить новые звенья в механизме действия названных агентов на структурно-функциональное состояние лимфоцитарных клеток: отчетливо наблюдается активирующее действие дофамина на цитотоксичность и уровень экспрессии рецепторов фотомодифицированных клеток; инактивирующее действие гистамина, дофамина и серотонина на изучаемые параметры иммуноци-тов проявляется преимущественно при максимальной дозе УФ-облучения (1510 Дж/м ).
5. Схема модулирующего действия УФ-излучения на структурно-
функциональные свойства лимфоцитов человека.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает 199 страниц машинописного текста, 8 таблиц, 41 рисунок. Состоит из «Введения», семи глав, «Заключения», «Выводов». Список литературы содержит 270 источников, из них 135 отечественных и 135 зарубежных.
