Роль антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов

Чуркина, Татьяна Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов"

На правах рукописи

ЧУРКИНА Татьяна Сергеевна

РОЛЬ АНТИТЕЛ К ТИРЕОИДНОЙ ПЕРОКСИДАЗЕ В РЕГУЛЯЦИИ ИММУННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИНТЕЗА ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ

03.03.01 - Физиология

2 6 Ш 2012

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Архангельск 2012

005019370

Работа выполнена в лаборатории экологической иммунологии Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физиологии природных адаптации Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Лютфалиева Гюльнара Тельмановна

Официальные оппоненты: Бажукова Татьяна Александровна

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет», заведующая кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии

Данилова Раиса Игнатьевна доктор биологических наук, профессор, ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, заведующая кафедрой социальной работы

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Защита состоится «/2Г>> ^¿¿¿ех+я* 2012 года в часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.04 при Северном (Арктическом) федеральном университете имени М. В. Ломоносова по адресу: 163045, г. Архангельск, пр. Бадигина, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова

Автореферат разослан ¿¿у^е.^.^, 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Карцева Лариса Фёдоровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Регуляция эндокринного гомеостаза играет одну из основных ролей в функциональной активности различных органов и систем организма в любом возрасте в норме и патологии, а также в обеспечении процессов регенерации, репарации и репродукции. Среди многочисленных механизмов регуляции функции щитовидной железы (ЩЖ) практически не изученной является физиологическая роль аутоантител.

Ключевой фермент в биосинтезе тиреоидных гормонов — тиреоидная пероксидаза (ТПО) в настоящее время рассматривается как ведущий аутоантиген в формировании аутоантител и развитии аутоиммунной патологии щитовидной железы (В.В. Фадеев, 2005; Е.В. Иванова, 2009; А.П. Парахонский, 2008; O.A. Шашкова, 2011). По мнению авторов, высокие титры антител к ТПО свидетельствуют о процессе иммуногенного разрушения ткани ЩЖ, ингибирование пероксидазной активности специфическими аутоантителами приводит к гипотиреоидизму. Однако, несмотря на ожидания многих исследователей, функциональная активность этих аутоантител и их ценность в качестве прогностического маркера не всегда однозначна (Y. Okamoto, 1989; В. Salier, 1991). Представление об исключительно патогенетической роли аутоантител постепенно сменяется более обоснованным положением о том, что присутствие аутоантител в сыворотке крови далеко не всегда является фактором, достаточным для запуска аутоиммунного процесса (C.B. Сучков, 2001; Y. Shoenfeld, 1996).

С появлением чувствительных методов исследования расширяется представление о спектре аутоантител и их концентрациях. Исследования аутоантител различной специфичности, проведенные в последние годы, свидетельствуют о том, что аутоантитела к различным органам и тканям постоянно циркулируют в сыворотке крови здорового человека и имеют определенную физиологическую концентрацию. Возможность превышения нормальных значений аутоантител у практически здоровых доноров стала признаваться многими исследованиями (Y. Shoenfeld, 1996; N. Abuaf, 2001; A.L, Notkins, 2007; H.U. Lutz, 2008). Как показывают клинические наблюдения, кратковременное поступление в кровь тиреоидных антигенов при операциях, кровоизлияниях в щитовидную железу, некрозах обычно не приводит к развитию аутоиммунного тиреоидита. Кроме того, было установлено, что частота регистрации повышенных концентраций антител к тиреоидной пероксидазе среди лиц без нарушения функции ЩЖ достигает

2-10 % (В.В. Базарный, 2004; О.Д. Рымар, 2009; М.Е Ргишше1,2005; I. Ви1олу РеёегБеп, 2007). В то же время, исследователи отмечают, что даже в случаях повышения аутоантител у практически здоровых людей, эти показатели не достигали столь высоких значений, характерных для аутоиммунных заболеваний.

Вопросы о присутствии аутоантител в крови здоровых людей, без признаков аутоиммунного заболевания ЩЖ, процессы формирования антителообразования, разграничения нормы и патологии, возможность участия аутоантител в гормональной регуляции остаются предметом дискуссий до настоящего времени.

Всё вышеизложенное определило цель и задачи настоящего исследования. Цель и задачи исследования. Цель работы - определить функциональную значимость антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Изучить содержание и частоту регистрации повышенных концентраций циркулирующих антител к тиреоидной пероксидазе у жителей г. Архангельска в зависимости от пола и возраста.

2. Определить участие антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции синтеза тироксина.

3. Установить изменения в содержании фенотипов лимфоцитов в периферической крови в зависимости от уровня антител к тиреоидной пероксидазе.

4. Выявить изменения в содержании иммуноглобулинов и цитокинов в сыворотке крови в зависимости от уровня циркулирующих антител к тиреоидной пероксидазе.

Положения, выносимые на защиту.

1. Циркулирующие ^О антитела к тиреоидной пероксидазе у жителей г. Архангельска определяются в 82,5% случаев с частотой регистрации повышенных концентраций в 7,7% случаев вне зависимости от пола; максимальные значения аутоантител регистрируются в возрастной группе 60-80 лет.

2. Синтез антител к тиреоидной пероксидазе активизируется при повышении уровня тиреотропного гормона, опосредуя тем самым снижение секреции тиреоидных гормонов.

3. Активация синтеза антител к тиреоидной пероксидазе сопровождается процессами активизации иммунокомпетентных клеток, В-клеточной

лимфопролиферации, увеличением цитотоксических лимфоцитов, а также натуральных киллеров и ассоциирована с повышением содержания иммуноглобулина ^Е, ЦИК1§С и провоспалительного цитокина ТЫР-а. Научная новизна исследования. Впервые у практически здоровых жителей г. Архангельска установлено количественное содержание циркулирующих антител к тиреоидной пероксидазе и частота регистрации повышенных их уровней, представлена возрастная характеристика их содержания.

Получены доказательства того, что синтез антител к тиреоидной пероксидазе активизируется при повышении содержания тиреотропного гормона, опосредуя снижение секреции тиреоидных гормонов.

Установлено, что антитела к ТПО в физиологических концентрациях участвуют в процессах поддержания уровня и глубины эффектов тиреотропного гормона, предотвращая тем самым развитие дисгормональных изменений и нарушения функции щитовидной железы.

Результаты исследования показали, что повышение уровня антител к ТПО способно влиять на активность окислительных процессов и процессы йодирования, катализируемые ТПО, изменяя тем самым процессы биосинтеза тиреоидных гормонов.

Повышение синтеза антител к тиреоидной пероксидазе сопровождается увеличением концентрации ^Е, ЦИК^О без существенных изменений содержания 1§А, ^М,

Установлено, что инициация аутоантителообразования ассоциирована с повышением провоспалительного цитокина ЮТ-а и не зависит от уровня содержания 1Ь-4.

Впервые установлены пределы содержания антител к тиреоидной пероксидазе, обусловливающие снижение концентрации тироксина. Научно-практическая значимость исследования.

Сведения о содержании и частоте регистрации повышенных уровней антител к тиреоидной пероксидазе у практически здоровых людей могут быть использованы для проведения диагностики и прогноза развития гормональных дисфункций и аутоиммунных процессов в щитовидной железе.

Материалы диссертации могут быть использованы в научных исследованиях в области физиологии, экологической медицины, а также в учебном процессе медицинских высших учебных заведений на кафедрах клинической иммунологии и нормальной физиологии, атакже на факультетах последипломного образования врачей.

Результаты исследования используются в практической деятельности врачами-иммунологами медицинской компании «Биокор» при постановке диагноза и назначении лечебно-профилактических мероприятий (акт внедрения от 26.05.2011).

Апробация работы. Материалы и основные положения работы докладывались и обсуждались на заседаниях Учёного Совета Учреждения Российской академии наук Института физиологии природных адаптаций УрО РАН (Архангельск, 2009-2011), Национальной конференции «Аллергология и клиническая иммунология — практическому здравоохранению» (Москва, 2010), I Региональной молодежной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физиологии человека на Севере» (Архангельск, 2010), XXI Съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010 г.), региональной молодежной научно-практической конференции «Образование и наука: ступени развития» (Архангельск, 2010), X Всероссийской молодежной научной конференции Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2011), IV Международной молодёжной конференции «Экология -2011» (Архангельск, 2011), IX Российской конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011), Архангельском отделении физиологического общества имени И.П. Павлова (Архангельск, 2011).

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР Учреждения Российской академии наук Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН по теме лаборатории экологической иммунологии «Физиологическая роль аутоантител в регуляции иммунно-эндокринных и метаболических процессов» (номер государственной регистрации 0120.0.507405) и «Выявление иммунных, эндокринных и метаболических маркеров возрастных перестроек функций человека, разработка методов сохранения работоспособности и продления активного периода жизни» (номер государственной регистрации 0120.0.951605).

По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 104 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав (обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований), заключения, выводов, практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 10 рисунками. Список литературы включает 205 источников (из них 120 отечественных и 85 зарубежных).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования являлись жители г. Архангельска. В работу включены 183 практически здоровых человека в возрасте от 20 до 80 лет, из них 89 женщин (47,1 %) и 94 мужчины (51,4 %), родившихся и постоянно проживающих на территории Архангельской области. Группы формировались из одной популяции методом случайной выборки. Обследуемые являлись клинически здоровыми добровольцами, которые не страдали острыми инфекционными заболеваниями, и у которых не выявлены признаки аутоиммунных и лимфопролиферативных заболеваний; частота ОРЗ составляла не более 1 раза в году. По результатам профилактического осмотра все обследуемые были признаны практически здоровыми. Исследование состояло из физической экспертизы, оценки анамнеза, анкетного опроса и забора крови. Дизайн работы включал использование анкетного опроса, по специально разработанным вопросам. Обследование и забор крови проведены в один и тот же сезонный период. О проводимом исследовании все обследуемые были поставлены в известность и дали письменное согласие на участие в нём.

Дня анализа возрастной динамики содержания исследуемых параметров выделили 4 группы, сопоставимые по полу: 20 - 39 лет - 48 человек (22 женщины и 26 мужчин), 40 - 59 лет - 44 человека (23 женщины и 21 мужчина), 60-69 лет-42 человека (21 женщинаи21 мужчина) и 70-80 лет -49 человек (23 женщины и 26 мужчин).

С целью изучения характера изменения содержания исследуемых гормонов и некоторых показателей иммунной системы на фоне повышения уровня антител к ТПО, обследуемые лица были разделены на три группы по уровню содержания антител к ТПО: 1 группа - практически здоровые с недетектируемыми значениями антител к тиреоидной пероксидазе (п=32); 2 группа - практически здоровые с референтными значениями антител к ТПО (п=112); 3 группа - практически здоровые с повышенными значениями аутоантител (п=39).

Объём и методы иммунологического исследования.

Иммунологические обследования проводились в лаборатории экологической иммунологии Учреждения Российской академии наук Института физиологии природных адаптации Уральского отделения РАН. Комплекс иммунологических исследований крови включал определение лейкограм-мы, содержания фенотипов лимфоцитов (СОЗ+, С04+, С05+, СЭ8+, СОЮ+, СО!6\ СЭ22*, С025\ СБ7Г, С095+, НЬА-ОЯ), иммуноглобулинов (^А,

IgM, IgG, IgE), циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), фактора некроза опухоли-альфа (TNF-a), интерлейкина-ip (IL-ip), интерлейкина-4 (IL-4). Исследовали циркулирующие IgG антитела к тиреоидной пероксидазе.

Количество клеток лейкограммы подсчитывали в мазках крови, окрашенных по методу Романовского-Гимза. Фагоцитарную активность нейтрофилов определяли с помощью тест-набора химической компании «Реакомплекс» (г. Чита). Для фенотипирования лимфоцитов использовали непрямую иммуно-пероксидазную реакцию с применением моноклональных антител (НПЦ «МедБиоСпектр» и ООО «Сорбент» г. Москва).

Основным методом исследования являлся «конкурентный» иммунофер-ментный анализ (ИФА) в микропланшетном формате, который проводился на автоматическом иммуноферментном анализаторе «Evolis» фирмы «Bio-Rad» (Германия). Количественное определение сывороточного иммуноглобулина А. а также цитокинов IL-1(3, IL-4 проводили с использованием тест систем компании «Вектор-Бест» (Новосибирск), иммуноглобулинов M и G диагностическими наборами фирмы-производителя «Serazym Diagnostica GmbH», иммуноглобулин Е - реактивами фирмы «Dr. Fooke» (Германия), TNF-a -диагностическими наборами «РгоСоп», ООО «Протеиновый контур» (С-Петербург). Определение уровня циркулирующих иммунных комплексов (HHKIgM и LJHKIgG) проводили стандартным методом преципитации с использованием 3,5% и 7,5% ПЭГ-6000 в микромодификации реагентами компании «Рапгес síntesis», Испания (Барселона). Количественное определение циркулирующих IgG антител к тиреоидной пероксидазе (антител к ТПО) с использованием тест систем компании «Orgentec» (Германия).

Методики исследования гормонов. Количественное определение гормонов проводилось методом ИФА в лаборатории экологической иммунологии. Содержание тиреотропного гормона (ТТГ), общего трийодтиронина (tT3), общего тироксина (tT4) определяли иммуноферментным набором, производства фирмы Monobind (AccuBind ELISA Microwells, США). Для исследования уровня кортизола использовали диагностический набор реагентов ЗАО «НВО ИММУНОТЕХ» (Россия).

Статистический анализ. Результаты исследования обработаны с помощью пакетов программ по статистической обработке данных Microsoft Excel, SPSS (версия 14) for Windows. Числовые характеристики представлены в виде среднее арифметическое значение ± стандартная ошибка средней и как медиана (Me) и интерквартильные ранги 25 и 75 перцентили (25-75) при распределении, отличающемся от нормального. Достоверность различий между

группами определяли по критерию t Стьюдента и с использованием непараметрических тестов - х2, Mann-Whitney Test, Kruskal-Wallis Test. Применялся однофакторный дисперсионный анализ ANOVA. Проводился корреляционный анализ с определением коэффициентов линейной корреляции Пирсона, непараметрического коэффициента ранговой корреляции Спирмена.

Для анализа категориальных переменных и изучения частоты совместного появления наблюдений при различных градациях рассматриваемых показателей осуществляли построение таблиц кросстабуляции. Классификацию обследуемых на группы со сходными изменениями по ряду рассматриваемых количественных показателей выполняли с использованием кластерного анализа. Критический уровень значимости (р) в данной работе принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенный анализ лабораторных исследований практически здоровых жителей г. Архангельска показал, что содержание циркулирующих IgG антител к ТПО у северян определяются в 82,5% случаев. Содержание аутоантител составило 5,27 (2,65-13,51) ME/мл (п=183), пределы колебания значений имели размах от 0,03 ME/мл до аномально высоких значений - 748,33 МЕ/мл. Повышенные концентрации антител к ТПО выше 50 ME/мл зарегистрированы у 39 человек (28 женщин и 11 мужчин). Концентрации аутоантител выше 75 ME/мл выявлены у 14 человек, с частотой регистрации 7,7 % случаев вне зависимости от пола, что согласуется с литературными данными (I. Bulow Pedersen, 2007). У 32 исследуемых значения антител к ТПО регистрировались на уровне ниже чувствительности метода исследования (недетектируе-мые значения).

Исследование показало, что содержание антител к ТПО увеличивалось с возрастом (р<0,001). Максимальные концентрации антител к ТПО регистрировали в 60-69 лет (8,17 (4,08-19,36) ME/мл) и 70-80 лет (8,17 (4,08-13,51) ME/мл) (рис.1). Сравнение уровня содержания исследуемых аутоантител у лиц мужского и женского пола не выявило статистически значимых различий (р>0,05).

Установлено влияние ТТГ на содержание антител к ТПО (р<0,001). Концентрация антител к ТПО в группе с низкими референтными уровнями тиреотропина составила 5,73 ± 0,62 ME/мл. С повышением уровня ТТГ регистрировали статистически значимый рост концентраций исследуемых аутоантител. В группе с высокими референтными уровнями тиреотропного

гормона регистрировались аномально высокие концентрации антител к ТПО. Средняя концентрация исследуемых аутоантител в данной группе составила 85,55 ± 0,70 ME/мл (рис. 2).

14 12 § Ю

I § * б

20-39 лет 40-59 лет 60-69 лет 70-80 лет

Рис. 1. Содержание антител к ТПО в сыворотке крови обследуемых лиц Примечание: * - р<0,05; - р<0,001 при сравнении с группой 20-39 лет; А -р<0,05 при сравнении с группой 40-59 лет

Рис. 2. Зависимость содержания антител к ТПО от уровня ТТГ Примечание: 1 - группа с низкими референтными уровнями ТТГ; 2 - группа со средними референтными уровнями ТТГ; 3 — группа с высокими референтными уровнями ТТГ; уровень достоверности р<0,001

Методом дисперсионного анализа выявлены значимые различия концентраций тироксина под влиянием антител к ТПО (р<0,001). Показано,

что повышение уровня антител к ТПО снижает содержание 1:Т4. На фоне повышенных концентраций антител к ТПО содержание тироксина достоверно ниже (5,59 ± 0,60 мкг/дл), чем при референтных (6,56 ± 0,28 мкг/ дл) и недетектируемых (8,92 ± 0,37 мкг/дл) значениях аутоантител (рис. 3).

1 2 і

Рис, 3. Зависимость содержания Л"4 от уровня антител к ТПО Примечание: 1 - группа с недетектируемыми уровнями антител к ТПО; 2- группа с референтными уровнями антител к ТПО; 3 - группа с повышенными уровнями антител к ТПО; уровень достоверности р<0,001

При проведении кластерного анализа выявили, что переменные Г.ТЗ, ЛЧ, ТТГ, антитела к ТПО вносят значительный вклад в разделение обследуемых на схожие подгруппы (р<0,05). Показано, что невысокие концентрации антител к ТПО регистрировались на фоне референтных значений ТТГ и тирео-идных гормонов (2 кластер). Повышение концентрации антител к ТПО до аномально высоких значений (1 кластер) определялось на фоне повышенных уровней ТТГ и ассоциировано с достоверным снижением концентрации тиреоидных гормонов 1ТЗ и М'4 в пределах референтных значений (табл.).

Таблица

Средние значения характеристик по сформированным кластерам

Показатель 1 кластер 2 кластер Р

ҐГЗ, нг/мл 1,43 1,49 <0,05

ГГ4, мкг/дл 6.71 6,84 <0,05

ТТГ, мкМЕ/мл 7,78 1,96 <0,001

АТ-ТПО, МЕ/мл 498,47 15,0 <0,001

Полученные результаты свидетельствуют о том, что синтез антител к тиреоидной пероксидазе активизируется при повышении содержания

тиреотропного гормона и опосредует снижение секреции тиреоидных гормонов.

Активизация синтеза антител к ТПО с возрастом сопровождалась процессами активизации и апоптоза иммунокомпетентных клеток, а также повышением активности лимфопролиферативных реакций.

На фоне повышенных концентраций аутоантител в возрастной группе 60-80 лет установлено увеличение содержания дифференцировочных активационных антигенов НЬА ОН (0,52 ± 0,03 х 109 кл/л; р<0,001), СБ25 (0,48± 0,02 х Ю9 кл/л; р<0,05), СЭ95 (0,50 ± 0,02 х Ю9 кл/л; р<0,001), а также ранних В-клеток СО 10 (0,46 ± 0,02 х 109 кл/л; р<0,01), натуральных киллеров СО 16 ( 0,46 ± 0,02 х 10" кл/л; р<0,05) (рис. 4).

0.1

0,2

0.3

0.4

0,5

0.6

х 10 кл/л □ 1 группа Ш 2 группа

Рис. 4. Содержание фенотипов лимфоцитов в сыворотке крови обследуемых в зависимости от уровня антител к ТПО

Примечание: 1 группа - исследуемые с референтными значениями антител к ТПО; 2 группа - исследуемые с повышенными значениями антител к ТПО, * - р<0,05; ** - р<0,01; *" — р<0,001

Проведенный анализ показал, что содержание С071+антигена увеличивалось на фоне повышения концентрации антител к ТПО с возрастом, достигая максимальных значений в возрастной группе 70-80 лет (0,48 ± 0,04 х ¡О9 кл/л). Известно, что в процессе старения организма происходит усиление окислительных процессов и накопление в тканях окисленных форм.

С071+рецептор к трансферрину, выявляется на активно пролиферирующих клетках, и свидетельствует об активности окислительно-восстановительных реакций, С применением дисперсионного анализа установлено влияние уровня антител к ТПО на содержание С071+лимфоцитов. Показано, что на фоне повышенных концентраций аутоантител содержание С071+лимфоцитов достоверно ниже (0,30 ± 0,06 х 109 кл/л), чем в группе с референтными и не-детектируемыми значениями антител к ТПО (0,37 ± 0,02 х 109 кл/л и 0,44 ± 0,04 х 109 кл/л соответственно; р<0,05) (рис. 5). Определены отрицательные взаимосвязи аутоантител с рецептором к трансферрину (г = -0,42; р<0,05).

1 2 3

Рис. 5. Зависимость содержания С071+ лимфоцитов от уровня антител к ТПО

Примечание: 1 - группа с недетектируемыми уровнями антител к ТПО; 2- группа с референтными уровнями антител к ТПО; 3 - группа с повышенными уровнями антител к ТПО; уровень достоверности р<0,05

Мы полагаем, что образование комплекса антиген-антитело, подавляя уровень экспрессии С071+лимфоцитов, снижают уровень презентации данного антигена и изменяют степень активированных клеток-продуцентов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что антитела к ТПО способны влиять на активность окислительных процессов, процессы йодирования, катализируемые ТПО и тем самым регулировать биосинтез тиреоидных гормонов.

Установлено значимое влияние уровня антител к ТПО на содержание цитотоксических лимфоцитов (р<0,05). В группе с недетектируемыми уровнями антител к ТПО концентрации С08+лимфоцитов минимальны (0,42 ± 0,02 х109кл/л). При повышенных уровнях антител к ТПО содержание С08+лимфоцитов достоверно повышается (0,48 ± 0,06 х 109кл/л; р<0,05) (рис. 6).

Рис. 6. Зависимость содержания С08+лимфоцитов от уровня антител к ТПО Примечание: 1 - группа с недетектируемыми уровнями антител к ТПО; 2 - группа с референтными уровнями антител к ТПО; 3 - группа с повышенными уровнями антител к ТПО; уровень достоверности р<0,05

Обнаружено влияние уровня антител к ТПО на содержание IgE (р<0,05). Повышение уровня антител к ТПО сопряжено с увеличением концентрации IgE (рис. 7). В группе с недетектируемыми значениями аутоантител уровень содержания IgE минимальный (11,42 ± 4,95 г/л). На фоне повышения концентраций антител к ТПО значения IgE увеличиваются до 18,33 ± 5,77 г/л (р<0,05). Известно, что интенсивное накопление в организме антигенных структур является благоприятным фоном для активации реагинов. Известно, что реагиновый механизм активизируется в качестве резервного механизма, при достаточно длительном антигеном воздействии (H.H. Петреня, 2005).

30 25

•S 20

^ 15 10

5 О

i_ П№[ К

1 2 3

Рис. 7. Зависимость содержания 1§Е от уровня антител к ТПО Примечание: 1 - группа с недетектируемыми уровнями антител к ТПО; 2- группа с референтными уровнями антител к ТПО; 3 - группа с повышенными уровнями антител к ТПО; уровень достоверности р<0,05

Проведенные исследования показали, что увеличение уровня антител к ТПО с возрастом сопровождалось повышением концентраций TNF-a с 2,22 (1,25-3,12) пг/мл до 21,83 (10,15-63,96) пг/мл (р<0,001) и LJHKIgG с 1,34 (0,69-2,01) г/л до 2,60 (1,86-3,80) г/л (р<0,001). Выявлены положительные взаимосвязи между содержанием аутоантител и TNF-a (г = 0,42; р<0,001); LJHKIgG (г = 0,32; р<0,05). Взаимосвязи антител к ТПО с HHKIgG подтверждают их совместное участие в выведении антигенов. Известно также, что TNF-a снижает захват и органификацию йода тироцитами, синтез тиреоглобулина, участвует в процессах некробиоза и апоптоза (X. Pang, 1998).

Анализ содержания циркулирующих антител к ТПО не выявил достоверной зависимости от уровня интерлейкина-4 (р>0,05).

На фоне повышения концентраций антител к ТПО в возрастной группе 60-80 лет регистрировали значимое увеличение уровней провоспали-тельного цитокина TNF-a, С08+лимфоцитов, С016+лимфоцитов, а также С095+лимфоцитов (р<0,05). Мы полагаем, что взаимосвязанное увеличение уровня экспрессии цитотоксических клеток, натуральных киллеров, лимфоцитов, меченных к апоптозу, содержания TNF-a и уровня аутоантител у лиц пожилого и старческого возраста свидетельствует об участии аутоантител в процессах апоптоза, некробиоза лимфоцитов и направлено на повышение эффективности клиренса от продуктов распада отмирающих клеток, тем самым активируя регенераторные процессы.

Таким образом, антитела к тиреоидной пероксидазе являются естественным компонентом иммунного ответа в организме человека, направленным на поддержание иммунного и гормонального гомеостаза организма. В тоже время длительная активация аутоиммунных реакций (увеличение количества аутоантител, длительности их циркуляции) может привести к нарушениям эндокринной функции щитовидной железы и адаптивные реакции могут перейти в патологические.

ВЫВОДЫ

1. Содержание циркулирующих IgG антител к тиреоидной пероксидазе у жителей г. Архангельска составляет 5,27 (2,65-13,51) МЕ/мл, с размахом колебаний значений до аномально высоких и частотой регистрации повышенных концентраций в 7,7 % случаев вне зависимости от пола.

2. Повышение уровня антител к тиреоидной пероксидазе, блокируя процес-

сы йодирования, катализируемые тиреоидной пероксидазой, ингибирует избыточный синтез тироксина, при повышенной его стимуляции со стороны тиреотропного гормона.

3. Повышение содержания аутоантител сопровождается процессами активизации иммунокомпетентных клеток, B-клеточной лимфопролифера-ции, увеличением цитотоксических лимфоцитов, а также натуральных киллеров.

4. Образование антител к тиреоидной пероксидазе ассоциируется с повышением в сыворотке крови содержания иммуноглобулина IgE, UMKIgG без существенных изменений содержания IgA, IgM, IgG.

5. Активизация синтеза антител к тиреоидной пероксидазе сопряжена с повышением провоспалительного цитокинаЮТ-а и не зависит от уровня содержания IL-4.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При выявлении повышенных уровней антител к тиреоидной пероксидазе для уточнения диагноза аутоиммунного тиреоидита необходимо исследовать концентрации аутоантител повторно, спустя месяц.

2. Динамическое повышение концентраций антител к тиреоидной пероксидазе на фоне увеличения содержания натуральных киллеров и цитотоксических лимфоцитов уточняет диагноз аутоиммунного тиреоидита.

3. Увеличение концентраций провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли - альфа до аномальных концентраций на фоне повышения уровня антител к тиреоидной пероксидазе в динамике можно рассматривать как критерий неблагоприятного течения аутоиммунного процесса в щитовидной железе.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пределы содержания и адаптивные механизмы регуляции функционального состояния системы гипофиз-щитовидная железа аутоантителами у жителей Севера / Г.Т. Лютфалиева, A.B. Полетаева, Т.С. Чуркина, Л.К. Добродеева // Известия Самар. Науч. Центра РАН. - 2009. - Т. 11(27), № 1 (5). - С. 984-987.

2. Чуркина Т. С. Адаптивные механизмы регуляции функционального состояния системы гипофиз-щитовидная железа аутоантителами у

жителей Севера / Т. С. Чуркина, А. В. Полетаева, Г. Т. Лютфалиева // XXI съезд физиологического общества имени И. П. Павлова : тез. докл. -Москва - Калуга, 2010. - С. 681.

3. Механизмы регулирующего влияния аутоантител к рецептору тиреотропного гормона гипофиза на функциональное состояние системы гипофиз-щитовидная железа у жителей Севера / Г. Т. Лютфалиева, Т. С. Чуркина, А. В. Полетаева, Л. К. Добродеева // Рос. аллергол. журн. - 2010. - № 1, вып. 1. - С, 109-110.

4. Лютфалиева Г.Т. Адаптивные механизмы регуляции функциональной активности тиреоидных гормонов и тиреотропного гормона гипофиза аутоантителами у жителей Севера / Г.Т. Лютфалиева, Т. С. Чуркина, А. В. Полетаева // Вестн. Урал. акад. науки. - 2010. -№2/1.-С. 47-48

5. Чуркина Т. С. Антитела к рецептору тиреотропного гормона гипофиза и их регулирующее влияние на систему гипофиз-щитовидная железа у жителей Севера / Т. С. Чуркина // Актуальные проблемы физиологии человека на Севере : материалы I Регион, молодежной науч.-практ. конф. - Архангельск, 2010. — С. 116-118.

6. Лютфалиева Г. Т. Роль аутоантител в адаптивных механизмах регуляции функциональной активности тиреоидных гормонов и тиреотропного гормона гипофиза у жителей Севера / Г. Т. Лютфалиева, Т. С. Чуркина // Экология человека. - 2010. - № 10. - С. 33-36.

7. Чуркина Т. С. Аутоантитела и их регулирующее влияние на систему гипофиз-щитовидная железа у жителей Севера / Т. С. Чуркина // Образование и наука: ступени развития: материалы регион, молодежной науч.-практ. конф. - Архангельск, 2011. - С. 304-306.

8. Чуркина Т. С. Содержание антител к тиреоидной пероксидазе и взаимосвязи с уровнем тиреоидных гормонов щитовидной железы у жителей Архангельской области / Т. С. Чуркина II Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике : материалы X Всероссийская молодежной научной конференции Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. -Сыктывкар, 2011. - С. 247-250.

9. Чуркина Т. С. Распространенность антител к тиреоидной пероксидазе и их взаимосвязь с уровнем тиреоидных гормонов у жителей г. Архангельска/Т. С. Чуркина, Г. Т. Лютфалиева, Ю. А. Дубинин II Мед. иммунология. - 2011. - № 4-5. - С. 374-575.

10. Чуркина Т. С. Уровень содержания антител к тиреоидной пероксидазе в зависимости от возраста и пола у жителей г. Архангельска / Т. С. Чуркина // Экология - 2011 : материалы докл. IV Междунар. молодёжной науч. конф. - Архангельск, 2011. - С. 301-302.

11. Чуркина Т. С. Антитела к тиреоидной пероксидазе и их взаимосвязь с гормонами щитовидной железы и иммунологическими показателями крови у жителей г. Архангельска / Т. С. Чуркина, Г. Т. Лютфа-лиева // Вестн. Урал. акад. науки. - 2011. - № 2/2 (35). - С. 104-105.

Подписано в печать 15.03.2012 Формат 60*84/16. Бумага офсетная. Печать ризография. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Уч. изд. л 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 982

ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет» 163000, г. Архангельск, пр. Троицкий, 51 Телефон: 20-61-90, E-mail: izdatel@nsmu.ru

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Чуркина, Татьяна Сергеевна, Архангельск

61 12-3/939

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ПРИРОДНЫХ АДАПТАЦИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

ЧУРКИНА ТАТЬЯНА СЕРГЕЕВНА

РОЛЬ АНТИТЕЛ К ТИРЕОИДНОЙ ПЕРОКСИДАЗЕ В РЕГУЛЯЦИИ ИММУННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИНТЕЗА ТИРЕОИДНЫХ

ГОРМОНОВ

03.03.01 - Физиология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата биологических наук ,/Л

Научный руководитель: кандидат биологических наук Лютфалиева Гюльнара Тельмановна

Архангельск - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1. Аутоантитела и их физиологическая роль 9

1.2. Тиреоидная пероксидаза как ключевой фермент в биосинтезе 14 тиреоидных гормонов

1.3. Аутоантитела и аутоиммунные заболевания 19

1.4. Эколого-климатическая обстановка в Архангельской области 25 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29

2.1. Общая характеристика обследованных лиц 29

2.2. Методы исследования определяемых показателей, математическая 30 обработка результатов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ 39 ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Содержание антител к тиреоидной пероксидазе и исследуемых 39

гормонов у практически здоровых людей, проживающих в г. Архангельске

3.2. Сравнительный анализ исследуемых гормонов и 49 иммунологических показателей крови в зависимости от уровня антител к тиреоидной пероксидазе

3.3. Взаимосвязи антител к тиреоидной пероксидазе с исследуемыми 65 гормонами и иммунологическими показателями периферической

крови

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71

ВЫВОДЫ 80

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 81

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 82

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 1;ТЗ - общий трийодтиронин гТ4 - общий тироксин ТТГ - тиреотропный гормон ТГ- тиреоглобулин ТПО - тиреоидная пероксидаза СБ5+ общая популяция Т-лимфоцитов СВЗ+ зрелые Т-лимфоциты СЭ4+ Т-хелперы

СБ8+ цитотоксические Т-лимфоциты

СБ 10+ ранний антиген В-клеток, предшественников В-лимфоцитов СО 16+ естественные киллеры

С1Э25+ Т-лимфоциты с рецепторами к интерлейкину-2

СЭ71+ Т-лимфоциты с рецептором к трансферрину

НЬА ОЯ+ Т-лимфоциты, активированные к сублокусу Главного

комплекса гистосовместимости класса II

СЭ95+ рецептор апоптоза

СВ22+ В-лимфоциты

СБ23+ рецептор активированных В-лимфоцитов, рецептор для ^Е

^ — иммуноглобулин

ТМР-а - фактор некроза опухоли альфа

1Ь-1р - интерлейкин-1 бэта

1Ь-4 - интерлейкин-4

ИФА - иммуноферментный анализ

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

АИТ - аутоиммунный тиреоидит

ДТЗ - диффузный токсический зоб

ЩЖ - щитовидная железа

ВВЕДЕНИЕ

Ключевой фермент в биосинтезе тиреоидных гормонов - тиреоидная пероксидаза (ТПО) в настоящее время рассматривается как ведущий аутоантиген в формировании аутоантител и развитии аутоиммунной патологии щитовидной железы [104, 36, 69,115]. По мнению авторов высокие титры антител к ТПО свидетельствуют о процессе иммуногенного разрушения ткани ЩЖ, ингибирование пероксидазной активности специфическими аутоантителами приводит к гипотиреоидизму. Однако, несмотря на ожидания многих исследователей, функциональная активность этих аутоантител и их ценность в качестве прогностического маркера не всегда однозначна [176, 188]. Представление об исключительно патогенетической роли аутоантител постепенно сменяется более обоснованным положением о том, что присутствие аутоантител в сыворотке крови далеко не всегда является фактором, достаточным для запуска аутоиммунного процесса [190, 91].

антигенов при операциях, кровоизлияниях в щитовидную железу, некрозах обычно не приводит к развитию аутоиммунного тиреоидита. Кроме того, было установлено, что частота регистрации повышенных концентраций антител к тиреоидной пероксидазе среди лиц без нарушения функции ЩЖ достигает 2 - 10 % [4, 83, 180, 126]. В то же время, исследователи отмечают, что даже в случаях повышения аутоантител у практически здоровых людей, эти показатели не достигали столь высоких значений, характерных для аутоиммунных заболеваний.

Всё вышеизложенное определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Цель работы - определить функциональную значимость антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Изучить содержание и частоту регистрации повышенных концентраций циркулирующих антител к тиреоидной пероксидазе у практически здоровых людей, проживающих в г. Архангельске, в зависимости от пола и возраста.

2. Определить участие антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции синтеза тироксина.

Положения, выносимые на защиту.

1. Циркулирующие ^С антитела к тиреоидной пероксидазе у практически здоровых людей, проживающих в г. Архангельске, определяются в 82,5% случаев, с частотой регистрации повышенных концентраций в 7,7% случаев вне зависимости от пола; максимальные значения аутоантител регистрируются в возрастной группе 60-80 лет.

3. Активация синтеза антител к тиреоидной пероксидазе сопровождается процессами активизации иммунокомпетентных клеток, В-клеточной лимфопролиферации, увеличением цитотоксических лимфоцитов, а также натуральных киллеров и ассоциирована с повышением содержания иммуноглобулина ^Е, ЦИК^в и провоспалительного цитокина ТЫБ-а.

Научная новизна исследования. Впервые у практически здоровых людей, проживающих в г. Архангельске, установлено количественное содержание циркулирующих антител к тиреоидной пероксидазе и

частота регистрации повышенных их уровней, представлена возрастная характеристика их содержания.

Повышение синтеза антител к тиреоидной пероксидазе сопровождается увеличением концентрации ^Е, ЦИК^в без существенных изменений содержания ^М,

Установлено, что инициация аутоантителообразования ассоциирована с повышением провоспалительного цитокина ТМ^-а и не зависит от уровня содержания 1Ь-4.

Впервые установлены пределы содержания антител к тиреоидной пероксидазе, обусловливающие снижение концентрации тироксина.

Научно-практическая значимость исследования.

Материалы диссертации могут быть использованы в научных исследованиях в области физиологии, экологической медицины, а также в учебном процессе медицинских высших учебных заведений на кафедрах клинической иммунологии и нормальной физиологии, а также на факультетах последипломного образования врачей.

Результаты исследования используются в практической деятельности врачами-иммунологами медицинской компании «Биокор» при постановке диагноза и проведении лечебно-профилактических мероприятий (акт внедрения от 26.05.2011).

УрО РАН (Архангельск, 2009-2011), Национальной конференции «Аллергология и клиническая иммунология-практическому

здравоохранению» (Москва, 2010), I Региональной молодежной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физиологии человека на Севере» (Архангельск, 2010), XXI Съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010), региональной молодежной научно-практической конференции «Образование и наука: ступени развития» (Архангельск, 2010), X Всероссийской молодежной научной конференции Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2011), IV Международной молодёжной конференции «Экология - 2011» (Архангельск, 2011), IX Российской конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011), Архангельском отделении физиологического общества имени И. П. Павлова (Архангельск, 2011).

По материалам диссертации опубликовано И печатных работ, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1. Аутоантитела и их физиологическая роль

Значительную часть циркулирующих в крови иммуноглобулинов в норме составляют аутоантитела - антитела к собственным антигенам организма [44, 159]. Антитела, известные как один из главных факторов специфической защиты организма от инфекционных и токсических агентов, являются сравнительно поздним продуктом эволюции. Однако накапливается всё больше фактов, свидетельствующих о многочисленных других функциях антител, не связанных с их защитными функциями.

Одно из направлений современной иммунологии - учение об аутоиммунизации, т.е. иммунных процессах, обусловленных антигенами собственных тканей, сопровождающихся появлением антител или сенсибилизированных лимфоцитов [113]. На вероятную функцию антител как своеобразных «мусорщиков», связывающих и элиминирующих неправильно собранные или искажённые в процессе жизнедеятельности белки и некоторые другие сложные соединения организма, указывал Грабарь [16]. По мнению Р. Grabara [150], аутоиммунные процессы - это развитие реакций при соединении аутоантител или сенсибилизированных лимфоцитов с аутоантигенами и изоантигенами. Р. Grabar [16, 150] рассматривал аутоиммунизацию как частный случай синтеза глобулинов, роль которых сводится к очистке организма от продуктов клеточного метаболизма. (Это мнение поддерживается и другими исследователями [41]. В более поздних исследованиях Томера и Шонфельда [194] отмечен ряд фактов, которые можно рассматривать как признаки регулярных неиммунных функций антител). В условиях патологии увеличивается поражение тканей, в связи с чем усиливается необходимость фиксировать продукты метаболизма. Следовательно, по мнению автора, аутоантителообразование - это физиологическая функция иммунной системы

организма. Р. Grabar [150] считает, что аутоантитела имеются и в здоровом организме, так как в процессе роста и становления изменяется антигенная структура тканей. В ряде работ демонстрируется защитно-приспособительный характер аутоантител, направленный на сохранение антигенного постоянства, на снижение цитотоксичности лимфоцитов, на активацию синтеза аутоантител [72].

В начале 80-х годов появились строго документированные данные и гипотезы о наличии, особенностях и некоторых функциях антител к эндогенным регуляторам [2, 129, 178]. Одновременно была открыта энзиматическая активность антител. В настоящее время можно считать установленным фактом существование функций антител, не связанных прямо или косвенно с защитой организма [2].

Выделяют 3 вида аутоантител: агрессивные аутоантитела, способные оказывать повреждающее действие на клетки и ткани; защитные аутоантитела, способствующие выздоровлению больного; аутоантитела «свидетели», выявление которых не связывается ни с повреждающими, ни с защитными реакциями. Предполагается, что это могут быть не разные виды антител, а один и тот же, но оказывающий различный эффект в зависимости от количества и условий [24, 59, 113].

В качестве одного из вариантов аутоантител рассматриваются антиидиотипические антитела, обеспечивающие один из механизмов ауторегуляции биосинтеза любых антител в нормальном организме. Антиидиотипические антитела начинают синтезироваться спонтанно в ранний перинатальный период. Они не проявляют своего действия до тех пор, пока в циркуляции находятся спонтанно образующиеся естественные аутоантитела, способные их связывать. При удалении или связывании естественных аутоантител соответствующие антиидиотипические антитела могут индуцировать иммунный ответ, имитируя действие аутоантигена. Кроме того, возможны разнообразные регуляторные эффекты

антиидиотипических антител, опосредованные через клеточные рецепторы [53].

В настоящее время выдвигаются предположения и о способности антител регулировать иммунный ответ. В зависимости от принадлежности к определенному классу иммуноглобулинов (^М или от периода

динамики иммуногенеза антитела могут ингибировать или стимулировать иммунный ответ. В низкой концентрации такие антиидиотипические антитела могут стимулировать иммунный ответ, имитируя действие антигена. В высокой концентрации те же антиидиотипические антитела могут подавлять экспрессию идиотипа, что эквивалентно ингибиции антигензависимого биосинтеза антител [53]. Особенности регуляции связаны с определёнными физиологическими состояниями организма, а длительность действия регуляторных антител определяется не только сроками их полураспада, а продолжительностью процессов синтеза, которые, как известно, могут происходить в течение длительного времени (месяцы, годы) и в некоторых случаях могут быть даже пожизненными [3].

В течение прошлых десятилетий имелись сообщения зарубежных авторов относительно присутствия аутоантител в сыворотке здоровых людей [154, 192, 202]. Аутоантитела в нормальных условиях обычно встречаются в низких концентрациях, кроме того, установлены некоторые физико-химические отличия их от аутоантител, проявляющихся при патологии [42].

К сегодняшнему дню описано около 200 аутоантител. Развитие всё более чувствительных методов определения концентраций антител привело к накоплению данных о присутствии в здоро�

Информация о работе

Чуркина, Татьяна Сергеевна
кандидата биологических наук
Архангельск, 2012
ВАК 03.03.01

Диссертация

Роль антител к тиреоидной пероксидазе в регуляции иммунных процессов и синтеза тиреоидных гормонов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы