Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ВЛИЯНИЕ ИММУНИЗАЦИИ НА АДАПТАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ СТРЕССИРОВАНИИ ЖИВОТНЫХ

Тюренков И.Н. 1 Филина И.С. 1 Гумилевский Б.Ю. 1 Волотова Е.В. 1 Бакулин Д.А. 1
1 ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
На аутбредных белых крысах-самцах 12-месячного возраста изучено влияние иммунизации корпускулярным антигеном на состояние иммунной системы и уровни основных гормонов нейроэндокринной и цитокиновой регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси после воздействия хронического комбинированного стресса. Методы: хронический стресс моделировали путем комбинированного воздействия нескольких стрессирующих факторов в течение 6 дней (ежедневно по 30 мин) со сменой раздражителей. В периферической крови оценивали уровни КТРГ, АКТГ, кортикостерона, VCAM-1 и IL-6 и изучали общий анализ крови на 8-й день эксперимента. Результаты. У животных, подвергнутых хроническому стрессу, наблюдается истощение механизмов стресс-регуляции, о чем свидетельствует снижение уровня кортикостерона при незначительном увеличении КТРГ и АКТГ. При стрессировании на фоне иммунизации активность гуморальной регуляции оси гипоталамус ‒ гипофиз ‒ кора надпочечников оставалась на высоком уровне за счет увеличения КТРГ, АКТГ с нормализацией кортикостерона до физиологического уровня. При хроническом стрессировании наблюдалось повышение содержания лейкоцитов в периферической крови, иммунизация корпускулярным антигеном на фоне стресса приводила к нормализации данного показателя, а также снижала исходный уровень IL-6. Заключение. Активация иммунного ответа повышает устойчивость к действию стрессорных факторов за счет высокого уровня регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, снижения уровня лимфоцитоза и изменения цитокинового профиля сыворотки животных в сторону снижения провоспалительной направленности иммунных реакций.
иммунизация
стресс
гормоны гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси
цитокины
1. Волотова Е.В., Куркин Д.В., Бакулин Д.А., Филина И.С., Тюренков И.Н. Влияние фенибута на память и поведение крыс различных возрастных групп, подвергшихся 7-дневному комбинированному стрессорному воздействию // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2014. – № 1. – С. 23–26.
2. Тюренков И.Н., Багметова В.В., Чернышева Ю.В., Бородин Д.Д. Депрессивное состояние у крыс при хроническом комбинированном стрессе, вызванном сочетанием разномодальных стрессоров // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2013. – Т. 99, № 9, – C. 1045–1056.
3. Черешнев В.А., Юшков Б.Г., Климин В.Г., Лебедева Е.В. Иммунофизиология. – Екатеринбург УрО РАН, 2002. – 223 с.
4. Anisman H. Cascading effects of stressors and inflammatory immune system activation implications for major depressive disorder // J. Psychiatry Neurosci. – 2009. – Vol. 34, № 1. – P. 4–20.
5. Brebner K., Hayley S., Merali Z., et al. Synergistic effects of interleukin-1, interleukin-6, and TNF-α neuroendocrine, neurochemical and behavioral changes // Neuropsychopharmacology. – 2000. – № 22. – P. 566–580.
6. Dantzer R., O’Connor J.C., Freund G.G., et al. From inflammation to sickness and depression when the immune system subjugates the brain // Nat. Rev. Neurosci. – 2008. – № 9. – P. 46–56.
7. Irwin M.R. Human psychoneuroimmunology 20 years of discovery // Brain. Behav. Immunol. – 2008. – Vol. 22, № 2. – P. 129–139.
8. Maier S.F., Watkins L.R. Cytokines for psychologists implications of bidirectional immune-to-brain communication for understanding behavior, mood, and cognition // Psychol. Rev. – 1998. – Vol. 105, № 1. – P. 83–107.

Известно, что нервная и иммунная системы достаточно тесно связаны друг с другом как через гуморальные факторы, так и через непосредственные клеточные контакты [3, 7]. Активация иммунного воспаления вызывает определенные нейроэндокринные изменения в организме [4, 8]. Многие из таких изменений аналогичны тем, которые вызываются физическими или психологическими стресс-факторами [6, 5]. Это позволяет предположить, что иммунный ответ может быть как компонентом стресс-реакции, так и стресс-фактором, способным влиять как традиционные стрессоры на высвобождение кортикотропин-рилизинг гормонов гипоталамуса и на состояние других стресс-реализующих систем. Такие эффекты могут быть вызваны за счет влияния провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6 , TNF-α, IFN-α на состояние нейроэндокринной системы, через регуляцию синтеза и рецепции нейромедиаторов [6]. Кроме того, есть данные о том, что стрессовые факторы и цитокины могут воздействовать синергично на биологические и поведенческие процессы, и это может иметь долгосрочные последствия через хронизацию процессов, связанных с реакцией на стресс [5]. В связи с вышеизложенным представляет определенный научный интерес исследование влияния иммунизации на состояние некоторых систем, участвующих в реализации стресс-реакции организма.

Цель исследования. Оценка состояния нейроэндокринного и цитокинового статусов организма крыс после хронического стрессирования на фоне иммунизации корпускулярным антигеном.

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено в соответствии с Приказом МЗ и СР РФ от 23.08.2010 № 708н «Об утверждении правил лабораторной практики», с ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики» и было одобрено Региональным Независимым Этическим Комитетом (ГУ «Волгоградский медицинский научный центр»): протокол № 132-2012.

Эксперименты проводили на аутбредных белых крысах-самцах в возрасте 12 месяцев массой 340–380 г. (ФГУП «Питомник лабораторных животных «Рапполово» РАМН), разделенных на группы по 10 особей в каждой, содержавшихся в стандартных условиях вивария с естественным 12-часовым свето-темновым циклом, при температуре воздуха 20 ± 2 °С, влажности 60 %, свободном доступе к воде и полнорационному гранулированному корму (ГОСТ Р 50258-92).

Лабораторные животные были разделены на группы следующим образом: группа 1 (Интактная) – не подвергались стрессированию и иммунизации антигеном – эритроцитами барана (ЭБ); группа 2 (Стресс) – подвергались стрессированию и не подвергались иммунизации антигеном ЭБ; группа 3 (Стресс на фоне иммунизации) – подвергались стрессированию и иммунизации.

Иммунизацию животных осуществляли тимус-зависимым корпускулярным антигеном – эритроцитами барана однократно внутрибрюшинно в дозе 5∙108 клеток в 500 мкл физиологического раствора на 3-й день от начала стрессирования животных.

Стрессирование животных проводили путем комбинированного воздействия нескольких стрессирующих факторов в течение 6 дней (ежедневно по 30 мин) со сменой во время «сеанса» стрессорных раздражителей каждые 5 мин [1, 2].

Периферическую кровь изучали с помощью гематологического анализатора Abacus junior В12 (Австрия). Для дифференциации гранулоцитов на палочкоядерные и сегментоядерные исследовали лейкоцитарную формулу крови в гематологическом мазке.

Определение нейроэндокринового и цитокинового статуса проводили с использованием наборов фирмы «Cusabio-Rat» методом твердофазного ИФА на следующие показатели: кортикотропин-рилизинг-гормон (КТРГ), адренокортикотропный гормон (АКТГ), кортикостерон, молекула клеточной адгезии VCAM-1, IL-6.

Результаты исследования статистически обрабатывались с использованием рангового однофакторного анализа Крускала ‒ Уоллиса, критерия Ньюмена ‒ Кейлса, критерия Данна.

Результаты исследования и их обсуждение

В периферической крови животных, подвергнутых хроническому стрессу, на 8 день эксперимента наблюдался выраженный лейкоцитоз (11,99 ± 1,1∙109 кл/л против 7,72 ± 0,81∙109 кл/л у интактных животных, p < 0,05) за счет увеличения содержания лимфоцитов (9,09 ± 0,91∙109 кл/л против 5,72 ± 0,72∙109 кл/л у интактных животных, p < 0,05) и моноцитов (0,3 ± 0,08∙109 кл/л против 0,06 ± 0,03∙109 кл/л у интактных животных, p < 0,05) (табл. 1). Уровни гранулоцитарных лейкоцитов, как сегментоядерных, так и палочкоядерных в периферической крови у стрессированных животных не отличались от контрольной группы. Наибольшая реакция отмечена со стороны лимфоидного ростка. Полученные результаты согласуются с данными литературы, свидетельствующими о наибольшей чувствительности к стрессовым воздействиям лимфоцитов среди всех субпопуляций лейкоцитов [3].

Таблица 1

Содержание разных форм лейкоцитов в периферической крови крыс (M ± m)

Группа

109 кл/л

Интактные

Стрессированные

Стрессированные на фоне иммунизации

Лейкоциты

7,72 ± 0,81

11,99 ± 1,14 *

7,95 ± 0,72 #

Лимфоциты

5,72 ± 0,72

9,09 ± 0,91 *

5,20 ± 0,50 #

Моноциты

0,06 ± 0,03

0,30 ± 0,08 *

0,05 ± 0,02 #

Гранулоциты сегментоядерные

1,72 ± 0,22

2,22 ± 0,39

2,37 ± 0,50

Гранулоциты

палочкоядерные

0,05 ± 0,03

0,07 ± 0,04

0,05 ± 0,02

Гранулоциты эозинофильные

0,17 ± 0,04

0,31 ± 0,07

0,28 ± 0,08

Примечания:* – значимые различия (p < 0,05) от интактных животных;

# – значимые различия (p < 0,05) между группами стрессированных животных.

У стрессированных животных, подвергшихся иммунизации корпускулярным антигеном, не наблюдалось увеличения числа лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови в выбранные сроки наблюдения, как это было отмечено у неиммунизированных стрессированных животных. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о протективном влиянии иммунизации на стресс реакцию со стороны белого ростка периферической крови.

Для оценки состояния стресс реализующей системы гипоталамус ‒ гипофиз ‒ кора надпочечников у экспериментальных животных было исследовано содержание соответствующих гормонов. В ходе исследования выяснилось, что у крыс на 8 день эксперимента после 6 дней хронического стрессирования значимо снижен уровень кортикостерона по сравнению с интактными животными (2,8 ± 0,7 нг/мл против 5,6 ± 0,9 нг/мл у интактных животных, p < 0,05), при этом содержание в сыворотке КТРГ и АКТГ значимо не различалось (табл. 2). Это может свидетельствовать о нарушении регуляции в системе стресс реализующих систем и о возможном истощении функции коры надпочечников, так как уровень КТРГ и АКТГ незначительно увеличился.

Таблица 2

Уровни гормонов в сыворотке крови крыс (M ± m)

Группа

Показатель

Интактные

Стрессированные

Стрессированные на фоне иммунизации

КТРГ, нг/мл

0,33 ± 0,06

0,42 ± 0,04

0,56 ± 0,05*

АКТГ, пг/мл

2,1 ± 0,16

2,3 ± 0,16

2,9 ± 0,18 *#

Кортикостерон, нг/мл

5,6 ± 0,9

2,8 ± 0,7 *

4,94 ± 0,8 #

Примечания: * – значимые различия (p < 0,05) от интактных животных;

# – значимые различия (p < 0,05) между группами стрессированных животных.

Стрессирование на фоне иммунизации привело к более выраженным сдвигам в содержании исследованных гормонов в сыворотке крови животных. Так, были повышены уровни КТРГ (0,56 ± 0,05 нг/мл против 0,33 ± 0,06 нг/мл у интактных животных, p < 0,05) и АКТГ (2,9 ± 0,18 нг/мл против 2,1 ± 0,16 нг/мл у интактных животных, p < 0,05) на фоне неизмененного уровня кортикостерона относительно интактных животных. При сравнении уровней гормонов в группах стрессированных животных, выяснилось, что стрессирование на фоне иммунизации корпускулярным антигеном – эритроцитами барана ‒ приводит к значимо более высокому содержанию в сыворотке крови крыс как КТРГ, АКТГ, так и кортикостерона (0,56 ± 0,05 нг/мл против 0,42 ± 0,04 нг/мл; 2,9 ± 0,19 нг/мл против 2,3 ± 0,16 нг/мл, p < 0,05; 4,94 ± 0,8 нг/мл против 2,8 ± 0,7 нг/мл, p < 0,05 при иммунизации животных соответственно).

Эти данные показывают, что у животных, подвергнутых хроническому стрессу, наблюдается истощение механизмов стресс регуляции. При стрессировании на фоне иммунизации активность гуморальной регуляции оси гипоталамус ‒ гипофиз ‒ кора надпочечников остается на значимо более высоком уровне и признаков истощения не наблюдается.

Исследование цитокинового профиля сыворотки животных после хронического стрессирования позволило установить, что содержание молекул VCAM-1 было значимо выше (p < 0,05) в обеих группах животных, подвергнутых стрессу по отношению к интактным крысам (табл. 3).

Таблица 3

Уровни цитокинов и адгезивных молекул в сыворотке крови крыс (M ± m)

Группа

Показатель

Интактные

Стрессированные

Стрессированные на фоне иммунизации

VCAM-1, нг/мл

1,26 ± 0,21

2,18 ± 0,15 *

2,32 ± 0,31 *

IL-6, пг/мл

3,01 ± 0,23

2,87 ± 0,16

2,16 ± 0,12 * #

Примечания: * – значимые различия (p < 0,05) от интактных животных;

# – значимые различия (p < 0,05) между группами стрессированных животных.

Уровень IL-6 в сыворотке был значимо ниже у иммунизированных животных, чем у интактных и стрессированных животных (2,16 ± 0,12 пг/мл при стрессировании на фоне иммунизации против 3,01 ± 0,23 пг/мл у интактных животных и 2,87 ± 0,16 пг/мл при стрессировании, p < 0,05).

Полученные результаты позволяют заключить, что стрессирование вне зависимости от иммунизации приводит к повышению уровня циркулирующих адгезивных молекул суперсемейства иммуноглобулинов VCAM-1, которые, как известно, [3] вовлечены в регуляцию адгезии лейкоцитов к эндотелию и их миграции за пределы сосудистого русла в очаг воспаления. Следует отметить, что увеличение уровня этих молекул происходит на фоне значимого снижения уровня IL-6 у иммунизированных животных, что свидетельствует о снижении провоспалительного потенциала животных.

Заключение

В целом полученные данные позволяют заключить, что активация иммунного ответа повышает устойчивость к действию стрессорных факторов за счет снижения уровня лимфоцитоза, изменения цитокинового профиля сыворотки животных в сторону снижения провоспалительной направленности иммунных реакций.

Рецензенты:

Бородкина Л.Е., д.м.н., профессор кафедры фармакологии и биофармации ФУВ, ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Волгоград;

Бугаева Л.И., д.б.н., профессор, заместитель директора НИИ фармакологии, ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 13.05.2014


Библиографическая ссылка

Тюренков И.Н., Филина И.С., Гумилевский Б.Ю., Волотова Е.В., Бакулин Д.А. ВЛИЯНИЕ ИММУНИЗАЦИИ НА АДАПТАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ СТРЕССИРОВАНИИ ЖИВОТНЫХ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 7-2. – С. 368-371;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34449 (дата обращения: 06.05.2021).

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 = 1.074