Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИМФОЦИТОВ И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

Сергеева И.В. 1 Камзалакова Н.И. 1 Тихонова Е.П. 1 Зотина Г.П. 1 Алимов А.Д. 2
1 ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения России
2 КГБОУ «Красноярская межрайонная клиническая больница скорой медицинской помощи имени Н.С. Карповича»
Внутриклеточный метаболизм лимфоцитов регулируется широким набором ферментов, и это обеспечивает возможность выполнения клетками многообразных специфических функций. Проявление ими функциональных возможностей в полном объеме лимфоцитов возможно лишь при соответствующем состоянии внутриклеточного обмена. При формировании иммунного ответа изменяется активность внутриклеточных ферментов лимфоцитов, а также липидный спектр их структурных элементов – параметров, определяющих функциональные возможности клеток. Результаты изучения этих изменений позволяют использовать указанные показатели для оценки течения иммунопатологического процесса и в целом состояния иммунной системы человека. На сегодняшний день изучена активность различных ферментов и липидный спектр не только суммарной популяции лимфоцитов периферической крови, но и отдельно в Т- и В-лимфоцитах. Установлено, что эти клеточные популяции различаются по ряду ферментных и липидных параметров. Активность ферментов в лимфоцитах является весьма чувствительным показателем их состояния, они используются для дифференциальной диагностики и разработки прогноза течения заболеваний.
лимфоцит
метаболизм
функциональное состояние
1. Агарков А.А. Глутатионредуктаза и окислительный стресс. Очистка, каталитические свойства и регуляция активности / А.А. Агарков, Т.Н. Попова. – LAP LAMBERT Academic Publishing. – 2010. – 176 с.
2. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. – 784 с.
3. Бурместер Г.Р. Наглядная иммунология / Г.Р. Бурместер, А. Пецутто. – М.: БИНОМ, 2007. – 320 с.
4. Изменение активности ферментов и показателей липидного состава лимфоцитов детей, больных хроническим вирусным гепатитом В / В.Г. Булыгин, Н.А. Аксенова, Г.В. Булыгин [и др.] // Сибирское мед. обозрение (г. Иркутск). – 2010. – № 2. – С. 33–36.
5. Патологическая физиология / под ред. проф. Н.Н. Зайко, проф. Ю.В. Быця. – МЕДпресс-информ, 2008. – 640 с.
6. Чернов H.H. Современные представления об антиоксидантной роли глутатиона и глутатионзависимых ферментов / H.H. Чернов, Т.Т. Березов, Е.В. Калинина и др. // Вестник Российской Академии медицинских наук. – 2010. – № 3. – С. 46–54.
7. Чеснокова Н.П. Типовые патологические процессы. – Саратов: Изд-во Саратовского медицинского университета, 2008. – 680 с.
8. Frederic P. Miller Glucose 6-Phosphate / P. Miller Frederic. – Iphascript publishing. – 2010. – 80 р.
9. Glucose-6-phosphate dehydrogenase-dependent hydrogen peroxide production is involved in the regulation of plasma membrane H+-ATPase and Na+/H+ antiporter protein in salt-stressed callus from Carex moorcroftii / J. Li, G. Chen, X. Wang, Y. Zhang // Physiologia Plantarum. – 2011. – Vol. 141, № 3. – Р. 239–250.
10. Marelli-Berg, F.M. Molecular mechanisms of metabolic reprogramming in proliferating cells: implications for T-cell-mediated immunity / F.M. Marelli-Berg, H. Fu, С. Mauro // Immunology. – 2012 Aug. – № 136(4). – Р. 363–9.
11. Pearce, E.L. Fueling immunity: insights into metabolism and lymphocyte function / E.L. Pearce, M.C. Poffenberger, C.H. Chang // Science. – 2013. – Oct 11.  – Р. 342(6155)–1242454.
12. Russell, J. Glutamate dehydrogenase 1 // Jesse Russell, Ronaid Cohn. – Bookvika publishing. – 2013. – 107 р.
13. Russell J. NADH dehydrogenase // Jesse Russell, Ronaid Cohn. – Bookvika publishing. – 2013. – 120 р.

Внутриклеточный метаболизм лимфоцитов регулируется широким набором ферментов, и это обеспечивает возможность выполнения клетками многообразных специфических функций [2, 10]. Проявление ими функциональных возможностей в полном объеме лимфоцитов возможно лишь при соответствующем состоянии внутриклеточного обмена [11].

При формировании иммунного ответа изменяется активность внутриклеточных ферментов лимфоцитов, а также липидный спектр их структурных элементов – параметров, определяющих функциональные возможности клеток. Результаты изучения этих изменений позволяют использовать указанные показатели для оценки течения иммунопатологического процесса и в целом состояния иммунной системы человека [3, 5, 10]. На сегодняшний день изучена активность различных ферментов и липидный спектр не только суммарной популяции лимфоцитов периферической крови [4], но и отдельно в Т- и В-лимфоцитах. Установлено, что эти клеточные популяции различаются по ряду ферментных и липидных параметров [4].

Активность ферментов в лимфоцитах является весьма чувствительным показателем их состояния, они используются для дифференциальной диагностики и разработки прогноза течения заболеваний [5].

Результаты исследования и их обсуждение

Генетически детерминированные дефекты внутриклеточных ферментов могут являться причиной врожденных иммунодефицитных состояний [3]. Например, известен иммунодефицит, развивающийся в результате недостаточной активности ферментов пуринового обмена [2, 7], приводящей к избыточному накоплению АТФ в клетке, что препятствует созреванию Т-лимфоцитов. Обнаружено также, что увеличение содержания АТФ в «метаболически здоровых» Т-лимфоцитах при инкубации с аденозином приводит к подавлению их Е-розеткообразующей функции [11].

Врожденные или приобретенные ферментопатии вызывают поражение клеточного и гуморального звеньев иммунной системы, приводя к развитию тяжелых комбинированных иммунодефецитных состояний [2, 3]. Так, при врожденной ферментопатии по Г6ФДГ скорость реакции бласттрансформации лимфоцитов значительно замедлена, хотя розеткообразующая способность Т- и В-лимфоцитов повышена [8, 9]; у таких людей выявлена предрасположенность к инфекционным заболеваниям. Изучена активность внутриклеточных ферментов лимфоцитов при ЛОР-патологии, пневмониях, аутоиммунных болезнях, вирусных гепатитах, у больных с генерализованной гнойно-хирургической инфекцией, урологической патологией.

Наибольшей информативностью для изучения метаболизма иммунокомпетентных клеток обладают окислительно-восстановительные ферменты, так как они, являясь переносчиками электронов, осуществляют ключевые реакции обмена, участвуют в сопряженных процессах [2]. При поражении лимфоцитов герпесвирусами отмечается снижение активности ЛДГ, МДГ, ГДГ, ГР и повышение Г6ФДГ [8, 9, 12, 13]. Показаны изменения активности дегидрогеназ лимфоцитов при тиреоидите, гепатите, туберкулезе.

Энзиматические показатели отражают специфические реакции обмена лимфоцитов на антигенные раздражения, перестройки внутриклеточных процессов под влиянием регуляторных воздействий организма, что изменяет силу и характер корреляционных связей между активностью ферментов, причем наиболее тесные из них отмечены для митохондриальных ферментов, а более слабые – между лизосомальными ферментами и дегидрогеназами. По мере утяжеления патологического процесса отмечается увеличение корреляционных связей между активностью отдельных ферментов [5, 7].

Изменения мембранных клеточных структур являются одним из патогенетических механизмов при воспалительных и дистрофических процессах. Они приводят к нарушению жизнедеятельности любых, в том числе и иммунокомпетентных клеток, и развитию тяжелых заболеваний [5, 7]. Структурная организация биомембран, состоящих из липидного бислоя, белков-ферментов и рецепторов, связана с их физико-химическими свойствами и оказывает влияние на функцию клеток [10]. С помощью мембран клетки взаимодействуют с окружающей средой, а при разрушении рецепторов и инактивации ферментов нарушаются и регуляторные системы, связанные с мембранами [2].

Липидный бислой является основным элементом клеточной мембраны, важную роль в нем играют фосфолипиды, которые определяют ее вязкость, способность клеток к миграции, фагоцитозу, пиноцитозу и слипанию [4]. Благодаря фосфолипидам, мембрана проницаема для воды и различных молекул, через нее происходит активный транспорт ионов, обеспечиваемый системой мембранных АТФаз. Активность ряда ферментов (цитохромоксидазы, мембранных дегидрогеназ, 5-нуклеотидазы и других) снижается, если в мембранах значительно уменьшается количество фосфолипидов [4]. Одни ферменты требуют присутствия определенного фосфолипида – обладают абсолютной специфичностью, другие – частичной, и их активность регулируется группой фосфолипидов. Так, наличие фосфатидилсерина оказывает значительное влияние на активность Na-K-АТФ-азы, моноаминоксидазы митохондрий и пируватдегидрогеназы. Активность цитохрома P-450 определяет фосфатидилхолин, глюкозо-6-фосфатазы – фосфатидилэтаноламин [8, 9], от соотношения фосфатидилэтаноламин/фосфатидилхолин и насыщенности жирных кислот в мембране зависит активность ферментов дыхательной цепи [2]. Постоянство состава фосфолипидов в мембранах человека имеет генетическую основу. Они выполняют функции связующего звена между мембранными рецепторами и системой аденилатциклаз, участвуют в функционировании клетки, изменяют подвижность рецепторов или даже выполняют их роль [10].

На плазматической мембране лимфоцитов экспрессировано большое количество рецепторов [2, 3]. Они необходимы при взаимодействии различных клеток иммунной системы для выполнения уникальной функции лимфоцитов – распознавания «своего и чужого». На уровне мембраны происходит «узнавание» антигена, формируется сигнал, который включает изменения внутриклеточного метаболизма и приводит к активации их пролиферации и дифференцировки [3, 10]. Рецепторный аппарат лимфоцитов обеспечивает взаимодействие клеток иммунной системы, согласованность ее работы с другими системами организма. Подтверждена связь между мембранными липидами и способностью лимфоцитов реагировать на внешние сигналы.

Липиды определяют одно из важнейших свойств мембран – текучесть, которая зависит от соотношения холестерина и фосфолипидов. Избыток холестерина повышает микровязкость липидного бислоя, влияет на функциональное состояние клеток, что проявляется и в изменении активности в них ферментов, например, снижает активность Na-K-АТФаз [13]. Количество холестерина в мембранах связано с уровнем в плазме крови липопротеидов, причем липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) экстрагируют холестерин из мембран, а липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) способствуют его внедрению в мембраны [4]. Например, при генерализованной гнойно-хирургической инфекции концентрации холестерина, ЛПВП, апопротеинов А и В в сыворотке снижаются. Это способствует накоплению холестерина в лимфоцитах, увеличению микровязкости липидного бислоя мембран [4] и ограничению реакции клеток на внешний сигнал.

Изменения свойств мембран за счет липидного бислоя приводят к нарушениям их работы, дезорганизации жизнедеятельности клеток, затем к заболеваниям. К механизмам нарушения функции мембраны при патологии относятся: перекисное окисление липидов, активация мембранных фосфолипаз, адсорбция чужеродных белков и осмотическое растяжение. Одним из механизмов защиты мембран является накопление в их липидном бислое холестерина, повышающего их вязкость и прочность.

Выводы

Таким образом, проявление в полном объеме функциональных возможностей лимфоцитов в распознавании антигена и формировании иммунного ответа происходит при соответствующем состоянии их внутриклеточного метаболизма и клеточных мембран. Однако комплексного изучения этих параметров в сопоставлении с продукцией клетками цитокинов и иммунным статусом больных с патологией органов дыхания не проводилось. Результаты исследований с использованием указанного методического подхода при различных по своему патогенезу заболеваниях – гнойно-воспалительном и аллергическом заболеваниях легких – позволят уточнить механизмы их развития и обосновать возможную коррекцию лечения.

Рецензенты:

Мартынова Г.П., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой инфекционных болезней с курсом ПО, Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, г. Красноярск;

Бакшеева С.С., д.б.н., доцент, директор ИПКВК, Красноярский аграрный университет, г. Красноярск.


Библиографическая ссылка

Сергеева И.В., Камзалакова Н.И., Тихонова Е.П., Зотина Г.П., Алимов А.Д. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИМФОЦИТОВ И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1-4. – С. 821-824;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37428 (дата обращения: 21.11.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252