загрузка...
 
О.Б. Цейликман, В.Э. Цейликман, С.В. Сибиряк, Д.А. Сысаков, И.А. Шикирянская ЮжноУральский  государственный  университет, Челябинск;  Челябинская  государственная медицинская академи Всероссийский центр глазной и пластической хирургии, УфаСоотношение между цитокиновой активностью кровии уровнем монооксигеназной активности в печенипри стрессорных воздействиях, сопровождающихся повышенной устойчивостью к  гипоксии
Повернутись до змісту

О.Б. Цейликман, В.Э. Цейликман, С.В. Сибиряк, Д.А. Сысаков, И.А. Шикирянская ЮжноУральский  государственный  университет, Челябинск;  Челябинская  государственная медицинская академи Всероссийский центр глазной и пластической хирургии, УфаСоотношение между цитокиновой активностью кровии уровнем монооксигеназной активности в печенипри стрессорных воздействиях, сопровождающихся повышенной устойчивостью к  гипоксии

 Повторные стрессорные воздействия, сопровождающиеся развитием  толерантности к  гипоксии,характеризуются повышением активности циркулирующего интерлейкина 1. Этот процесс сопровождается провоспалительными изменениями в печени и повышением монооксигеназной активности некоторых изоформ цитохрома P450 (CYP2B1/2) с одновременным снижением активностидругих (CYP1A1). (Цитокины и  воспаление. 2004. Т. 3, № 3. С. 26–29.)

Ключевые слова: гипоксия, цитокины, гаптоглобин, цитохромы.

Согласно современным представлениям, характер регуляции стрессорной и воспалительной реактивности в некоторой степени определяется типом адаптационной стратегии, используемой организмом при неблагоприятных условиях  [1, 3, 13, 14]. Филогенетически более древняя толерантная стратегия связана с пассивной переносимостью экстремального раздражителя,а стрессорная или гиперкатаболическая стратегия направлена на активное преодоление чрезвычайной ситуации [1, 8]. Переход к толерантному  гипобиозу сопровождается формированием повышенной устойчивости к  гипоксическому воздействию и ограничением уровня стрессогенных повреждений органов и тканей за счет снижения  их  чувствительности  к  медиаторам стрессреализующих систем [2, 14]. Однако очевидной издержкой данной адаптационной стратегии является предрасположенность к воспалительной патологии вследствие развития в условиях хронического стресса феномена стероидрезистентности [2, 14]. Известно, что некоторые иммуностимуляторыза счет усиления секреции цитокинов различными иммунокомпетентными клетками характеризуются отчетливым антигипоксическим действием  [1]. При этом некоторые цитокины обладают способностью ограничивать ряд эффектов глюкокортикоидных  гормонов в отношении системы иммунобиологического надзора [11]. К сожалению, механизмы антиглюкокортикоидных эффектовцитокинов во многом остаются неизвестными. Но в то же время в современной литературе имеются многочисленные сведения о способности представителей различных семейств цитокинов регулировать активность различных изоформ цитохрома Р450, участвующих в метаболизме гормоновкоры надпочечников [7]. Поэтому в данной работемы исследовали соотношение между активностью некоторых цитокинов и активностью изоформзависимых монооксигеназ при стрессорном воздействии, сопровождающемся переходом от первоначальной стрессорной к толерантной стратегии адаптации.Материалы и методы Эксперименты выполнены на 75 белых крысах линии Вистар. Животные были подвергнуты  ежедневному одночасовому иммобилизационному  стрессу на протяжении  трех  суток(группа ИС). В качестве контроля использовали интактныхкрыс, содержащихся в виварии в тех же условиях. Умерщвление животных осуществлялось через 24 ч после  завершенияпоследней иммобилизации  с использованием  эфирного наркоза. Активность  сывороточного  IL1 определяли по показателям пролиферации тимоцитов мышей линии C3H/HeJ, а длядетекции  IL2 использовали культуру клеток CTLL  [5, 9]. Дополнительно в  сыворотке крови определяли  содержание острофазового белка  гаптоглобина, концентрация которого регистрировалась  унифицированным методом на иммунологическом анализаторе «ARRAY»  (Beckman Coulter, USA). В крови  животных  также  определяли  активностьаспартатаминотрансферазы  (АСТ, К.Ф.2.6.1.1) и аланинамнотрансферазы  (АЛТ, К.Ф.2.6.1.2) при помощи  анализатора«KONE» (Финляндия). Этоксирезоруфиндеэтилазную (ЭРОД) и бензилоксирезоруфиндебензилазную (БРОД) активность в субмитохондриальной фракции  гомогенатов печени оценивали по методу [18]. При этом учитывалось, что ЭРОД и БРО Дактивность характеризуют изоформноспецифические монооксигеназные активности цитохромов Р4501А1 (CYP1A1) и P 4502B1/2  (CYP2B1/2)  соответственно. В  гистологических  срезах печени, окрашенных  гематоксилином и  эозином, определяли объемную плотность  гепатоцитов, фагоцитирующих клеток и лимфоцитовпри увеличении ?420 — ?490. Реакцию гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) оценивали по методике [4] с использованием для иммунизации  эритроцитов донорской крови(АВIV Rh+). В отдельных экспериментах определяли чувствительность к гипоксии по латентности развития гипоксической комы, которая регистрировалась в случае прекращения спонтанных движений у животных, помещенных под воду.Достоверность различий оценивали по  критерию Стъюдента, а  также по критериям непараметрической  статистики,которые использовали в зависимости от характера распределения. Различия  считали  статистически  существенными прир < 0,05. Статистическую обработку проводили в рамках программного обеспечения Statistica  for Windows, версия 5.5.Результаты и обсуждениеУстановлено, что трехкратный иммобилизационный стресс сопровождался развитием повышенной устойчивости к острой гипоксической гипоксии. Это проявлялось в увеличении латентности развития гипоксической комы в  группе ИС с 68,5 ± 2,8 с(n = 13) до 77,0 ± 3,0 с (n = 13), (р < 0,05, Uкритерий Вилкоксона — Манна — Уитни). Подобные изменения свидетельствуют одоминировании  приисследуемом режимеповторных стрессорных воздействий толерантной  стратегииадаптации. Переход ктолерантному  гипобиозу может быть связан с десенситизацией органов и тканей мишеней к действию катехоламинов и  глюкокортикоидов  [8,  10].Действительно, как показали исследования,ранее выполненные внашей лаборатории,через 24 ч после завершения иммобилизационного  стресса,наблюдалось ограничение уровня ?1 адренозависимого липолиза приодновременном повышении устойчивости вилочковой железы к  гипоплазирующему действию глюкокортикоидных гормонов [2, 14]. Формирование стероидрезистентности в системе иммунобиологического надзора может отягощаться развитием иммуновоспалительной патологии [3, 14]. Так, для животных  группы ИС зарегистрировано увеличение интенсивности ГЗТ на 55 % по сравнению с интактными животными (р < 0,05, Uкритерий) и наличие провоспалительных изменений в печени  (табл. 1).Последнее сопровождалось лимфоцитарной инфильтрацией паренхимы печени стрессированных животных при тенденции к увеличению объемной плотности фагоцитирующих мононуклеаров и полиморфноядерных лейкоцитов. Описанные морфологические изменения сопровождались приростом сывороточной активности АЛТ на 81,5 %  (р = 0,01)при неизменном уровне активности АСТ в сыворотке крови. Помимо отмеченных энзимологических сдвигов также обнаружено значительное возрастание уровня циркулирующего гаптоглобина, являющегося у крыс IL1 зависимым острофазовым белком  [16]. Важно отметить, что при анализе активности циркулирующего  IL1 в  группе стрессированных животных, несмотря на отсутствие резкихразличий с контрольной  группой, отмечалось увеличение числа крыс с повышенной IL1зависимойактивностью сыворотки. При этом и характер распределения, и направленность изменений значимоотличались от контрольной группы (табл. 2). Напротив, различий по IL2зависимой активности выявлено не было. Однако ранее упомянутое увеличение уровня ГЗТ после завершения трехкратного иммобилизационного стресса свидетельствует о возможном увеличении чувствительности Т лимфоцитов

Таблица  1Влияние повторных иммобилизаций на некоторые морфофункциональные показателисостояния печени и интенсивность реакции ГЗТ

 

Примечания . Результаты представлены  в  виде M ± m; при расчете достоверности различий  с  контрольной группой, в  зависимости от  характера распределения признаков, использованы  критерии Розенбаума  (Q), Вальда — Вольфовица  (Ww), Манна — Уитни  (U) или  Стъюдента  (t);  различиястатистически  значимы  (р<0,05).

Таблица  2 Влияние иммобилизационного стрессасыворотки на биологическую активность цитокинов

 

Примечание.  — различия  статистически  значимы  (р < 0,05); использован односторонний  ? критерий Колмогорова —  Смирнова.

к стимулирующему действию  IL2. Не исключено, что подобная сенситизация обусловлена приростом активности сывороточного IL1. В пользу этогоотчасти свидетельствует отрицательная корреляция между активностями  IL1 и  IL2  (коэффициент корреляции Спирмена  r = – 0,61, р < 0,05). Крометого, IL1 является важным фактором пролиферации и дифференцировки Т лимфоцитов и в этомкачестве он способен ограничивать гипоплазирующее действие  глюкокортикоидов на вилочковуюжелезу  [11]. Стрессогенное увеличение  IL1 зависимой активности может иметь непосредственное отношение к наблюдаемым в печени изменениям иммуновоспалительного характера. Также необходимо отметить определенную  гомологию между неспецифическим реактивным гепатитом и иммунным воспалением [14].Важно подчеркнуть, что наблюдаемые провоспалительные эффекты повторных стрессорных воздействий имеют отчетливый органоселективный характер  [14]. Здесь уместно обратить внимание на феномен стрессиндуцированной бактериемии интестинального происхождения  [6,17], развитие которой обусловлено способностью глюкокортикоидов увеличивать проницаемость кишечной стенки. В следствие этого происходит транслокация в кровоток  грамнегативных микроорганизмов и липо полисахаридных компонентов  (ЛПС) клеточной стенки бактерий  [17], являющихся мощными индукторами эмиссии IL1.На фоне обнаруженных провоспалительных изменений существенным образом изменялась цитохром Р450 зависимая монооксигеназная активность печени. Так, в группе ИС зарегистрировано существенное уменьшение ЭРОД активности в пересчете на 1 мг белка  (см. табл. 1) и на 1  г органа,что свидетельствует о стрессорном депримировании изоформы цитохрома Р450 CYP1A1. ДляБРОД активности, характеризующей монооксигенирование цитохромом Р450 CYP2B1/2, отмечено статистически значимое увеличение при расчете суммарной активности на орган (см. табл. 1).Вместе с тем удельная БРОД активность (на 1 мг белка) была значительно снижена. Это обусловлено значительным увеличением содержания белкав субмитохондриальной фракции  гомогенатов печени у стрессированных животных  (с 8,6 ± 0,4 до 12,4± 0,5  г/л, р = 0,03). Интересно отметить, что стрессорная индукция CYP2B1/2 наблюдалась нафоне прироста IL1 зависимой активности в сыворотке крови. Между тем именно с IL1 ассоциируется неселективное угнетение активности ряда изоформ цитохрома Р450  [13]. По видимому, в данном случае развивается десенситизация CYP2B1/2 к де примирующему действию  IL1. В целом, стрессорные воздействия, сопровождающиеся повышенной устойчивостью к  гипоксии, характеризуются адаптивной направленностью изменений активности исследованных изоформ цитохрома Р450. Прежде всего это касается стресс зависимой депрессии CYP1A1 изоформы, с которой связана трансформация ряда ксенобиотиков в высокоактивные и токсичные метаболиты, а также «неконтролируемая»  генерация активных форм кислорода [15]. Именно индукция этой изоформы играет важную роль в процессах химического канцерогенеза  и  мутагенеза.  Напротив,  индуция CYP2B1/2 способствует, в основном, детоксикации ксенобиотиков. Также необходимо отметить,что рассматриваемые изоформы цитохромаР450 принимают активное участие в метаболизации ряда липофильных эндобиотиков, участвующих в регуляции стресса и воспаления [7, 13, 15].Вероятно, что обнаруженные разнонаправленные изменения монооксигеназной активности CYP1A1 и CYP2B1/2 имеют определенное значение в формировании устойчивости к  гипоксии и развитию стероид резистентности.В  этой  статье изложены результаты исследований, выполненных при поддержке гранта Министерства образования РФи Правительства Челябинской области и  гранта РФФИ Урал№ 040496097. Выражаем огромную благодарность за содействие в выполнении отдельных фрагментов исследования профессору И.А. Волчегорскому, профессору О.Л. Колесникову ид.м.н.  Г.М. Игнатьеву.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волчегорский И.А., Цейликман В.Э., Колесников О.Л. Разнонаправленноостьизменений иммунной реактивности и стресс чувствительности как факторвыбора адаптационной стратегии в неблагоприятных условиях // ИзвестияРАН. Серия биологическая. — 1998. — № 2. — С. 242249.

2. Волчегорский И.А., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Влияние когнитивного и некогнитивного воздействия на чувствительность к стрессорным гормонам и выбор адаптационной стратегии // Известия РАН. Серия биологическая. — 1999. — № 2. — С. 201210.

3. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Рольиммунной системы в выборе адаптационной стратегии организма. — Челябинск, 1998. — 70 с.

4. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакцийорганизма. — Челябинск: Издво ЧГПУ, 2000. — 167 с.

5. Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Шахов В.П. Методы культуры ткани в гематологии . — Томск: Издво Томского университета, 1992. — 264 с.

6. Зурочка А.В. Ранняя эндогенная бактериемия и ее влияние на иммунный ответ при экспериментальной ожоговой травме: Автореф. дис. … канд. мед.наук. — Челябинск, 1984. — 19 с.

7. Ковалев И.Е., Мусабаев Э.Ю., Ахмедова М.Д. Иммунохимическая функциональная система гомеостаза при инфекционной и неинфекционной патологии. —Ташкент: Навруз, 1994. — 196 с.

8. Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адаптационные стратегии в неблагоприятных условиях — резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов // Успехи соврем. биол. — 1992. — Вып. 5–6. — С. 697–714.

9. Лимфоциты. Методы / Под ред. Дж. Клауса. — М.: Мир, 1990. — 395 с.

10. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: концепция долговременной адаптации. — М.: Дело, 1993. — 138 с.

11. Рыбакина Е.Г. Интерлейкин и его роль как регуляторного лейкопептида вмеханизмах развития защитных реакций организма // Иммунофизиология/ Под ред. Е.А. Корневой. — СПб.: Наука, 1993. — С. 605–625.

12.Сибиряк С.В., Сергеева С.А., Крыжановский С.А., Красилова И.Л. Динамика изменений макрофагальной активности, метаболической активности печени и уровня кортизола в сыворотке на фоне введения бактериальных иммуностимуляторов // Бюл. экспер. биол. мед. — 1996. — № 2. —С. 177–180.

13. Сибиряк С.В., Сергеева С.А. Цитокины и микросомальное окисление // Эксперим. клин. фармакол. — 1998. — № 5. — С. 75–80.

14. Цейликман В.Э. Изменение стрессорной реактивности системы крови при переходе к толерантной стратегии адаптации: Дис. … докт. биол. наук. — М.,1998. — 332 с.

15.Щербаков В.М.,  Тихонов А.В. Изоформы цитохрома Р450 человека. —М., 1995. — 140 с.

16. Baumann H., Gauldie  J. The acute phase  response  //  Immunol. Today. —1994. — Vol. 15. — P. 74–86.

17. Berg R.D.  Factor  influencing  the  translocation of bacteria  from  the gastrointestinal tract // Rec. Adv. Germ. Free Resp. — 1981. — P. 411–418.

18. Morgan E. Regulation of cytochrome P450 by inflammatory mediators: why andhow // Drug Metab. Dispos. — 2001. — Vol. 29. — P. 207–212.

19. Thal M., Kahwaji J., Loeper J., Tinel M. et al. Administration of high doses of human recombinant interleukin2 decreases the expression of several cytochromes P450in the rat // J. Pharmacol. Exp. Therapeutics. — 1994. — Vol. 268. — P. 515–521.

Interrelationship between blood cytokine activity and hepatic monooxigenaseactivity in stress exposures, leading to enhanced hypoxia toleranceO.B. Tseilikman1, V.E. Tseilikman2, S.V. Sybiryak3, D.A. Sysakov2, I.A. Shikiryanskaya11 SouthUral State University, Chelyabinsk, 2 Chelyabinsk State Medical Academy;3 Russian Eye And Plastic Surgery Center, UfaA repeated stress exposure which lead to the development of tolerance to hypoxia is characterized by elevated activity of  circulating  IL1.  This process  is accompanied by proinflammatory  changes  in  liver andincreasing monooxygenase activity of  some  isoforms of  cytochrome P450  (CYP2B1/2) with  simultaneousdecrease of activity of others (CYP1A1). Cytokines and Inflammation. 2004. Vol. 3, № 3. P. 26–29.Key words: hypoxia, cytokines, haptoglobin, cytochromes.



загрузка...