Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологическая значимость содержания цитотоксических лимфоцитов (CD8+, CD16+) в периферической крови у человека на Севере

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологическая значимость содержания цитотоксических лимфоцитов (CD8+, CD16+) в периферической крови у человека на Севере"

На правах рукописи

СЕРГЕЕВА Татьяна Борисовна

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ ЦИТОТОКСИЧЕСКИХ ЛИМФОЦИТОВ (СБ8+, СБ16+) В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА НА СЕВЕРЕ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

15 НАР 2015

005560911

Архангельск - 2015

005560911

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 Об-.1 Старцева Лариса Федоровна

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 (М. Barhum, 1993; С. Gardiner, 2008). В условиях выраженного иммунодефицита Т-клеток указанные процессы в полной мере реализуют воздействие на организм клеточно-опосредованной 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 (М. Janas, 2005; Р. 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 (A.A. 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 клеточно-опосредованной 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

статуса коренного (малочисленного) населения Крайнего Севера (H.A. 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 лиц на 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 учетом концентраций фенотипов лимфоцитов (CD3+, CD4\ CD5+, CD10+, CD25+, CD71+, CD95\ HLA-DR+, CD20+).

Научная новизна исследования. Впервые получены данные о повышенном содержании цитотоксических лимфоцитов CD8+ и CD 16^ 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 группы и 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 CD8T 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+ ,

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»

(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), 84 человека местные (оседлые) жители; 72 человека жители Заполярья (п. Несь) - 30 человек, ведущих кочевой образ жизни (оленеводы, чумработницы), 42 человека местные (оседлые) жители. Обследуемые лица являлись 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 Т-клеток), 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 В-лимфоцитов).

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

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 (ш), 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, O.E. 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, O.A. 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 (H.A. 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

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 оленеводов Заполярья составляет 50,38±2,21% (у чумработниц - 55,00±2,34%, у оленеводов - 45,75±2,07%), р<0,001. Среднее содержание С020 у местных (оседлых) жителей 0,54±0,06-109 кл/л. Так в наших исследованиях активированное состояние гуморального звена иммунитета с высокими средними значениями клеток с рецепторами к С020+ отмечалось у 53,41% оседлых жителей, у женщин достоверно выше (60,66%; р<0,001), чем у мужчин (46,15%; р<0,001).

У оленеводов Приполярья средний уровень С020+ - 0,60±0,10'109 кл/л (соответственно 0,69±0,11и 0,52±0,09-109 кл/л; р<0,001). Высокие средние значения отмечались у 70,00% оленеводов, у женщин - чумработниц достоверно чаще (90,00%; р<0,05), чем у мужчин - оленеводов (50,00%; р<0,05).

Содержание С0201" у местных (оседлых) жителей Заполярья в среднем 0,50±0,05-Ю9 кл/л (0,42±0,04 и 0,57±0,05-Ю9 кл/л; р<0,001). Повышенные значения встречались у 78,18% , у мужчин достоверно чаще, чем у женщин (соответственно, 70,00% и 86,36%; р<0,001).

У оленеводов Заполярья содержание лимфоцитов С020+ в среднем -0,47±0,06-109 кл/л, что выше общеизвестных физиологических норм, особенно у женщин: 0,64±0,07-109 кл/л, 0,30±0,04-109 кл/л, р<0,01. Повышенные значения встречались в среднем у 53,34% оленеводов, причем у женщин в 4 раза чаще (соответственно, 86,67% и 20,00%; р<0,001). Пониженные значения данного параметра встречались в 26,67% случаев и только у мужчин.

У 46,03% местных (оседлых) жителей выявлены концентрации лимфоидных клеток с рецептором к трансферину (СВ71) 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 (СВ71+) в среднем наблюдаются в 8,33% случаев, причем, только у женщин.

У местных (оседлых) жителей Заполярья уровень содержания С071+ в среднем - 0,48±0,05-109 кл/л (0,41±0,04 и 0,55±0,05-109 кл/л, соответственно). Высокие уровни наблюдаются в 9,10% случаев, 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%; р<0,001).

У кочующих оленеводов средний уровень клеток С071+ составил 0,47±0,07 109 кл/л, у женщин достоверно выше, чем у мужчин (соответственно, 0,65±0,09 и 0,28±0,04109 кл/л; р<0,05).Среди обследуемых выявляются аномально высокие концентрации С071+ 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%; р<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 СЭЗ+ составляет в среднем 0,58±0,05 109кл/л (соответственно 0,54±0,03 и 0,62±0,07 109 кл/л). Среднее содержание всех Т-клеток (СБ5^ -0;62±0,06 109кл/л (соответственно, 0,58±0,04 и 0,65±0,07-109 кл/л). У женщин концентрации всех Т-клеток (СЭ5+) и зрелых функционально активных (СОЗ+) существенно ниже, чем у мужчин (р<0,05-0,01). Среднее содержание клеток с рецепторами к СБ5+ больше, чем содержание СЭЗ+ (р<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 СБЗ+ (г=0,85; р<0,01). Интересно отметить, что у 2% обследуемых лиц (исключительно у женщин) зафиксированы повышенные концентрации зрелых функционально активных лимфоцитов СЭЗ+ (1,64%; р<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%; р<0,001). У 92-100 % местных (оседлых) жителей Приполярного района выявлен значительный дефицит содержания всех Т-клегок СЭ5+. В наших исследованиях у 33,70% лиц отмечены повышенные концентрации клеток СОЮ+ без существенной разницы по полу (соответственно 32,79 и 34,61%).

У оленеводов Приполярного района не смотря на выраженный дефицит зрелых Т-клеток (СОЗ+), всех Т-клеток (СБ5+), у женщин концентрации указанных параметров значительно превышают таковые у мужчин. Средний уровень содержания СОЮ+ в среднем составил -0,58±0,10109 кл/л. В наших исследованиях у 33,33% лиц отмечены повышенные концентрации клеток СОЮ\ отражающих уровни лимфопролиферации (соответственно 33,33 и 33,33%).

У местных (оседлых) жителей Заполярья среднее содержание Т-клеток СБЗ+ значительно ниже общепринятой физиологической нормы и составляет в среднем 0,42±0,05-109 кл/л, независимо от пола. Анализ состояния клеточного звена иммунитета в данной группе обследуемых лиц показал, что количество лимфоцитов с рецепторами СЭ5+ составляет

0,42±0,05 109 кл/л. Анализируя средний уровень содержания клеток носителей CD10+ выявили, что среднее содержание клеток CD10+ находится ближе к верхней границе общепринятых физиологических норм 0,41±0,06-109 кл/л (соответственно 0,41±0,07 и 0,40±0,04109 кл/л). Более высокий, чем в среднем, уровень содержания лимфоцитов CD 10 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 Заполярья зрелые Т-лимфоциты (CD3+) составляют в среднем 0,50±0,09-109 кл/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±0,07 109 кл/л, при этом для малодифференцированных клеток повышенное содержание зафиксировано у женщин 0,56±0,08 109 кл/л, что косвенно отражает высокую лимфопролиферативную активность, при этом у мужчин содержание указанного параметра фиксировалось на нижней границе нормы 0,28±0,06 109 кл/л, р<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%), р<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 Т-лимфоцитов хелперов/индукторов CD4+ находится в пределах общепринятых физиологических норм, причем у женщин достоверно ниже, чем у мужчин (0,49±0,03 и 0,71 ±0,09 1 09 кл/л соответственно, р<0,01). Дефицит CD4+ встречался в 2,5 раза чаще (35,06%), чем его повышенные концентрации (14,54%), особенно у женщин (39,34 и 9,84 % р<0,01).

Среднее содержание CD8+ в 1,5 раза превышает установленные физиологические колебания у 61,92% обследуемых лиц. Средний уровень хелперно/супрессорного коэффициента CD4+/CD8+ равен 1,02±0,07 без существенной разницы по полу. Высокие уровни цитотоксических лимфоцитов CD8+ в среднем встречались у 61,92% обследуемых лиц, при этом у 62,30% женщин и 61,54% мужчин данный показатель составил 0,59±0,07-109 кл/л. Недостаточность в содержании клеток с рецепторами к CD8+ 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 (CD4/CD8) в первую очередь за счет повышенных концентраций лимфоидных клеток CD8+. Уровень содержания Т-клеток естественных киллеров CD16+ у обследуемой группы в среднем составляет 0,59±0,07-109 кл/л (0,56±0,04 и 0,62±0,10109 кл/л соответственно). Уровни содержания естественных киллеров CD 16 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 CD8+. Уровень содержания Т-супрессоров CD8+ у лиц ведущих кочевой образ жизни в 1,5 раза превышает верхнюю границу общепринятых физиологических норм: 0,60±0,10109 кл/л. Уровень содержания естественных киллеров CD16T в среднем составляет 0,53±0,07-109 кл/л (0,55±0,06 и 0,51±0,08 109 кл/л соответственно). Дефицит CD4+ встречался в 2,5 раза чаще (41,67%), чем его повышенные концентрации (16,67%), особенно у мужчин (33,33 и 50,00 % р<0,001). Высокие уровни цитотоксических лимфоцитов CD8+ в среднем встречались у 62,50% обследуемых лиц, при этом у 66,67% женщин и 58,33% мужчин данный показатель составил 0,60±0,10-109 кл/л. Недостаточность в содержании клеток с рецепторами к CD8' выявлена у 8,33 % мужчин, а у женщин дефицит клеток с рецепторами к CD8+ выявлен не был. Уровни содержания естественных киллеров CD16+ 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±0,05 109 кл/л (соответственно 0,40±0,04 и 0,55±0,06-109 кл/л), причем у мужчин достоверно выше (р<0,001). Средний уровень CD8+ - 0,41±0,05-109 кл/л. Уровень содержания CD16+ в среднем - 0,48±0,05-109 кл/л (0,44±0,04 и 0,52±0,05 109 кл/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 ±0,05-109 кл/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 (CD4r) показал, что данный показатель находится в пределах физиологической нормы (0,49±0,09-109 кл/л), с достоверной разницей у женщин 0,64±0,12-10 кл/л и у мужчин 0,34±0,05 109 кл/л (р<0,01).

Уровень Т-клеток естественных киллеров CD16+ в среднем равен 0,48±0,06-109 кл/л, с достоверной разницей у женщин и мужчин (соответственно 0,64±0,08 и 0,32±0,04-109 кл/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), р<0,01.

О 7 г ***

/

0,6 0,5 0,4

0,3 -''' 0,J

/ од г

местные жители. оленеводы, п=24 местные жители, оленеводы, п=30

п=84 п=42

Приполярье Заполярье

□ CD4+. 109 кл/л ШС08+. 109кл/л SCD16t, 109 кл/л

Рис. 1. Средние данные цитотоксических клеток у местных жителей и оленеводов Приполярья и Заполярья

Примечание: * р<0,05; ** р<0,01; *** р<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 оленеводов особенно в Заполярье (CD8", CD16+) 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, CD3+, CD5 ), но и с повышенным и в отдельных случаях крайне высоким содержанием отдельных показателей (например, CD8+, CD16\ CD25+, CD71+, CD95 и др).

Таким образом, повышенное содержание цитотоксических лимфоцитов (CD8+, CD 16") наиболее часто выявлялось у лиц ведущих кочевой образ жизни: у 62% чумработниц (0,71±0,14-109); у 54% оленеводов (0,56±0,07-109). 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 (CD8+, CD 16 ) подтверждается изменениями их концентраций в сторону повышения, жесткими корреляционными связями с клетками-активаторами (CD71+, CD25+, HLA-DR ) у людей в экстремальных условиях кочевого образа жизни, по сравнению с таковыми у оседлых лиц.

Представляло интерес оценить физиологическую значимость содержания цитотоксических лимфоцитов (CD8+, CD16 ) в периферической

крови в разных возрастных группах обследуемых лиц, проживающих на территории Европейского Севера.

Фагоцитарное число у обследуемой возрастной группы 19-40 лет составило 5,21±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 (CD70 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±0,05-109 кл/л, с достоверной разницей между женщинами и мужчинами (0,54±0,04 и 0,43±0,05-10 кл/л, р<0,001, соответственно). Концентрация среднего содержания клеток с рецепторами к апоптозу (CD95) составила 0,51±0,05-10 кл/л, без существенной разницы по полу (у женщин - 0,54±0,04-10 кл/л, у мужчин -0,47±0,05 ■ 109 кл/л).

При обследовании возрастной группы 41-60 лет было получено, что среднее содержание клеток с рецептором к трансферрину (CD714) составило 0,53±0,05• 10 кл/л, (у женщин - 0,50±0,03-109, у мужчин - 0,55±0,07-109 кл/л). В наших исследованиях уровень среднего содержания клеток с рецепторами к апоптозу (CD95*) составил - 0,53±0,05 109 кл/л, у женщин и мужчин соответственно 0,47±0,03-109 и 0,59±0,07-109 кл/л.

В результате анализа полученных данных у группы в возрасте 19-40 лет зрелые Т-лимфоциты (CD3+) составляют в среднем 0,51±0,05 109 кл/л. Количество Т-лимфоцитов CD5+ в среднем - 0,52±0,05-109 кл/л, без существенной разницы по полу. Аномально низкое содержание зрелых функционально активных клеток CD3+ и клеток CD5+ зарегистрировано у 91,90 и 100,00% обследованных лиц, без разницы по полу. Среднее содержание уровня малодифференцированных клеток CD 10 в среднем -0,49±0,05 • 109 кл/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±0,05-109 кл/л (0,47±0,03 и 0,53+0,06-109 кл/л, соответственно). Количество лимфоцитов с рецепторами CD5" составило - 0,50±0,05 ■ 109 кл/л (0,49±0,03 и 0,51±0,06-109 кл/л, соответственно), при этом количество клеток CD3+ и CD5 у женщин меньше, чем у мужчин. Дефицит зрелых функционально активных клеток CD3+ регистрировали у 89,41% (соответственно 96,05 % и 82,76), а дефицит клеток CD5+ регистрировали в 99,34% случаев (соответственно 98,68% и 100,00%). Повышенные значения клеток CD3+ встречались лишь в 1,32%,

причем, только у женщин. Повышенных значений клеток CD5+ зафиксировано не было. Содержание лимфоцитов с рецепторами CD10+ в среднем - 0,46±0,04109 кл/л. Более высокий, чем в среднем, уровень содержания лимфоцитов CD10+ 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 (0,51 ±0,05-109 кл/л), существенно не различаясь по полу. Абсолютно низкие концентрации CD4+ выявлены в среднем в 46,99% случаев, достоверно чаще у мужчин (у женщин - 39,13%, у мужчин - 54,84%, р<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±0,05 109 кл/л, с небольшой достоверной разницей по полу (0,56±0,04 и 0,45±0,05-109 кл/л, р<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 ±0,04-109 кл/л, причем у женщин достоверно выше, чем у мужчин (0,56±0,03 и 0,45±0,0410 кл/л, р<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 Т-лимфоцитов хелперов/индукторов CD4+ составляет в среднем - 0,52±0,04 109 кл/л, причем у мужчин выше, чем у женщин (0,46±0,03 и 0,58±0,05-109 кл/л, соответственно). Абсолютно низкие концентрации Т-хелперов (CD4+) 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 CD8" в возрасте 41-60 лет в среднем составляет 0,48±0,05 109 кл/л. Пониженные концентрации CD8+ 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 (CD16+) в среднем - 0,52±0,05-109 кл/л, без существенных различий у женщин и мужчин (0,50±0,03 и 0,54±0,06-109

кл/л, соответственно). В наших исследованиях у возрастной группы 41-60 лет пониженное содержание клеток С016+ зафиксировано у 12,59%, без выявленной разницы по полу (14,47% и 10,71%, соответственно). Частота распространения высоких средних значений естественных киллеров (СБ 16 ) 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 С016+, 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 лет установлено снижение концентраций лимфоцитов СП8^ и С016+ в периферической крови.

Цитотоксические клетки С08+, С016+ 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 С08+, С016+, СЭ20+, НЬА-ОЯ", СЭ7Г и СЭ95+, особенно весной. У лиц с высоким процентом активных фагоцитов (>50) установлены самые низкие концентрации цитотоксических клеток (1=0,87; р<0,001).

У 90% обследуемых лиц не зависимо от возраста, выявлен дефицит зрелых функционально активных Т-клеток СОЗ+: 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 СОЮ+, особенно в Приполярье (24%); в 2 раза чаще встречается дефицит зрелых функционально активных Т-клеток (91%) и имеет высокий уровень корреляций (1=0,89).

Результаты, полученные в диссертационном исследовании и сравнение их с немногочисленными литературными данными, позволяют считать, что цитотоксические лимфоциты (С08+, СО 16 ) определяют клеточно-опосредованную цитотоксическую активность в реакциях иммунного гомеостаза на Севере Европейской территории России. Лимфоидные субпопуляции супрессоров-киллеров СБ8+ и естественных киллеров С016+ выполняют компенсаторную и защитную роль: в работе сделана попытка выявления механизма замещения (компенсации) выраженного Т-клеточного дефицита всех Т-клеток СЭ5+ и зрелых функционально-активных дифференцированных СЭЗ+ в условиях Приарктического региона. По нашему мнению, выявленный механизм компенсации является резервным механизмом иммунной защиты, активизируется в условиях экстремальных 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±0,14 109 и 0,64±0,08 109кл/л) и лиц до 40 лет (0,51±0,05 109 и 0,52±0,04-109 кл/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 (г0,80); с дефицитом зрелых функционально активных CD3+ клеток (г=0,78) и повышенным содержанием клеток с рецептором к апоптозу CD95+ (г=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 (г=0,72-0,80); р<0,01.

5. Установлено, что у северян с возрастом (старше 40 лет) содержание клеток CD8+ 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 , CD 16 , 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, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Щёголева O.E. Состояние иммунного гомеостаза у молодых лиц с манифестными формами экологически зависимых иммунодефицитов на европейском Севере / O.E. 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 JI.C. Реакции иммунного гомеостаза у жителей посёлка Пинега Архангельской области / JI.C. Щёголева, O.E. 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.365-366.

4. Сергеева Т.Б. Физиологические особенности иммунного статуса у чумработниц в Баренцевом Евро-Арктическом регионе / Т.Б. Сергеева, JI.C. Щёголева, Е.Ю. Шашкова, A.A. Бичкаев // Материалы XXII 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, O.E. Филиппова, А.Ю. Рыбкина, Е.Ю. Шашкова, A.A. 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.

Сергеева // Российский иммунологический журнал - Челябинск, 2014. -Т. 8 (17). - №2 (1). - С. 140-142.

Подписано в печать 6.02.2015 г. Бумага офисная. Формат бумаги 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ № 430

Отпечатано в ООО «Типография Пресс-Принт» г. Архангельск, ул. Гагарина, 42, оф. 507 Тел./факс: 212-210,212-616