ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА ПРИ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ИНФЕКЦИИ НА ФОНЕ ТЕПЛОВОГО СТРЕССА
- Авторы: Плехова Н.Г.1, Сомова Л.М.2, Дробот Е.И.2, Лагурева А.В.1, Ляпун И.Н.2, Кондрашова Н.М.1, Огнева С.Д.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет МЗ РФ
- ФГБНУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова
- Выпуск: Том 8, № 1 (2018)
- Страницы: 43-53
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- Дата подачи: 17.05.2018
- Дата принятия к публикации: 17.05.2018
- Дата публикации: 17.05.2018
- URL: https://iimmun.ru/iimm/article/view/671
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-1-43-53
- ID: 671
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Поддержание термогомеостаза обеспечивается интегративным взаимодействием различных систем организма, в том числе иммунной, при координирующем влиянии гипоталамуса. Температурный стресс при инфекционных заболеваниях активирует реакцию теплового шока, биохимическим последствием которого является инициация защиты организма от возбудителя. Клетки врожденного иммунитета (нейтрофилы и макрофаги) являются первой линией защиты от патогенных агентов и играют первостепенную роль в развитии бактериальных инфекций. Определенный интерес представляет изучение длительности воздействия гипертермии для достижения баланса между биоэнергетическими затратами указанных клеток, а также исследование течения патологического процесса в организме, предварительно подвергнутого воздействию температуры. На модели животных, подвергнутых воздействию низкой (+4°С) и высокой (+30°С) температуры, изучено функциональное состояние нейтрофилов и макрофагов, включая фагоцитоз, активность ферментов кислородзависимой системы: лактатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, миелопероксидазы, показателя стимуляции клеток (внутриклеточное содержание АМФазы) и содержание метаболитов оксида азота. Установлено, что в условиях гипертермии, изменение функциональной активности клеток по уровню ферментов более выражено, чем при воздействии на животных низкой температуры, особенно при 4-часовом воздействии. У животных, предварительно подвергнутых тепловому стрессу, проявления псевдотуберкулезной инфекции были более тяжелыми с увеличением показателей летальности в 2,6 раза, по сравнению с животными, инфицированными Yersinia pseudotuberculosis. У этих животных в начальные сроки (до 7 сут) наблюдалась высокая стимуляция эффекторных клеток воспаления, усиливался их метаболизм, который выражался в повышении активности ферментов кислород-зависимой системы, а также в высокой нитроксидпродуцирующей активности. На фоне выраженного геморрагического компонента патологического процесса и слабой клеточной воспалительной реакции в органах мишенях, наблюдалось истощение компонентов иммунной системы (делимфатизация), что указывало на снижение защитных реакций организма и развитие иммунодефицита. Таким образом в условиях теплового стресса (+30°С), напряженность реакции клеток врожденного иммунитета по показателям функциональной активности (АМФазы, ЛДГ, ЦХО, МПО) была выше, чем при воздействии на животных низкой температуры (+4°С). В указанных температурных условиях определялся высокий уровень праймированности клеток, что снижало их киллинговый потенциал. Эти данные указывают на адекватность используемой модели с целью воспроизведения индуцированного вторичного иммунодефицита по системе врожденной защиты. Причем, в патогенезе псевдотуберкулезной инфекции на фоне пролонгированного действия высокой температуры обнаруживались последствия окислительного стресса фагоцитов в структурных изменениях иммунокомпетентных органов.
Ключевые слова
Об авторах
Н. Г. Плехова
ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет МЗ РФ
Автор, ответственный за переписку.
Email: pl_nat@hotmail.com
Плехова Наталья Геннадьевна – доктор биологических наук, заведующая Центральной научно-исследовательской лабораторией ТГМУ; ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной биологии и гистопатологии НИИ ЭМ имени Г.П. Сомова.
690002, Владивосток, пр. Острякова, 4, тел.: 8 (423) 242-97-78 (служебн.)
РоссияЛ. М. Сомова
ФГБНУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова
Email: fake@neicon.ru
Доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории клеточной биологии и гистопатологии.
Владивосток
РоссияЕ. И. Дробот
ФГБНУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова
Email: fake@neicon.ru
Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточной биологии и гистопатологии.
Владивосток
РоссияА. В. Лагурева
ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет МЗ РФ
Email: fake@neicon.ru
Младший научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории.
Владивосток
РоссияИ. Н. Ляпун
ФГБНУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова
Email: fake@neicon.ru
Кандидат биологических наук, зав. лабораторией клеточной биологии и гистопатологии.
Владивосток
РоссияН. М. Кондрашова
ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет МЗ РФ
Email: fake@neicon.ru
Кандидат медицинских наук, доцент Института терапии и инструментальной диагностики.
Владивосток
РоссияС. Д. Огнева
ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный медицинский университет МЗ РФ
Email: fake@neicon.ru
Аспирант Центральной научноисследовательской лаборатории.
Владивосток
РоссияСписок литературы
- Баллюзек Ф.В., Баллюзек М.Ф., Виленский В.И., Горелов С.И., Жигалов С.А., Иванов А.А., Кузьмин С.Н., Определяков Г.А. Управляемая гипертермия. СПб.: Невский диалект, 2001. 110 с.
- Мичурина С.В., Васендин Д.В., Ищенко И.Ю., Жданов А.П. Структурные изменения в тимусе крыс после воздействия экспериментальной гипертермии // Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН. 2010. № 1 (25). С. 30–33.
- Arons M.M., Wheeler A.P., Bernard G.R., Christman B.W., Russell J.A., Schein R., Summer W.R., Steinberg K.P., Fulkerson W., Wright P., Dupont W.D., Swindell B.B. Effects of ibuprofen on the physiology and survival of hypothermic sepsis. Ibuprofen in Sepsis Study Group. Crit. Care Med., 1999, vol. 27, iss. 4, pp. 699–707. doi: 10.1097/00003246-199904000-00020
- Casadevall A. Thermal restriction as an antimicrobial function of fever. PLoS Pathog., 2016, vol. 12, no. 5:e1005577. doi: 10.1371/journal.ppat.1005577
- Evans S.S., Repasky E.A., Fisher D.T. Fever and the thermal regulation of immunity: the immune system feels the heat. Nat. Rev. Immunol., 2015, vol. 15, no. 6, pp. 335–349. doi: 10.1038/nri3843
- Frey B., Weiss E.M., Rubner Y., Wunderlich R., Ott O.J., Sauer R., Fietkau R., Gaipl U.S. Old and new facts about hyperthermia-induced modulations of the immune system. Int. J. Hyperthermia, 2012, vol. 28, iss. 6, pp. 528–542. doi: 10.3109/02656736.2012.677933
- Fisher D.T., Chen Q., Skitzki J.J., Muhitch J.B., Zhou L., Appenheimer M.M., Vardam T.D., Weis E.L., Passanese J., Wang W.C., Gollnick S.O., Dewhirst M.W., Rose-John S., Repasky E.A., Baumann H., Evans S.S. IL-6 trans-signaling licenses mouse and human tumor microvascular gateways for trafficking of cytotoxic T cells. J. Clin. Invest., 2011, vol. 121, no. 10, pp. 3846–3859. doi: 10.1172/JCI44952
- Grunwald M.S., Pires A.S., Zanotto-Filho A., Gasparotto J., Gelain D.P., Demartini D.R., Scholer C.M., de Bittencourt P.I.Jr., Moreira J.C. The oxidation of HSP70 is associated with functional impairment and lack of stimulatory capacity. Cell Stress Chaperones, 2014, vol. 19, iss. 6, pp. 913–925. doi: 10.1007/s12192-014-0516-5
- Hasday J.D., Thompson C., Singh I.S. Fever, immunity, and molecular adaptations. Compr. Physiol., 2014, vol. 4, pp. 109–148. doi: 10.1002/cphy.c130019
- Hevia A., Delgado S., Sanchez B., Margolles A. Molecular players involved in the interaction between beneficial bacteria and the immune system. Front. Microbiol., 2015, vol. 6:1285. doi: 10.3389/fmicb.2015.01285
- Hume D.A. The many alternative faces of macrophage activation. Front. Immunol., 2015, vol. 6:370. doi: 10.3389/fimmu.2015.00370
- Jaillon S., Galdiero M.R., Del Prete D., Cassatella M.A., Garlanda C., Mantovani A. Neutrophils in innate and adaptive immunity. Semin. Immunopathol., 2013, vol. 35, iss. 4, pp. 377–394.
- Jin Y., Hu Y., Han D., Wang M. J. Chronic heat stress weakened the innate immunity and increased the virulence of highly pathogenic avian influenza virus H5N1 in mice. J. Biomed. Biotechnol., 2011, 10 p. doi: 10.1155/2011/367846
- Martinez F.O., Helming L., Gordon S. Alternative activation of macrophages: an immunologic functional perspective. Annu. Rev. Immunol., 2009, vol. 27, pp. 451–483. doi: 10.1146/annurev.immunol.021908.132532
- Mikucki M.E., Fisher D.T., Ku A.W., Appenheimer M.M., Muhitch J.B, Evans S.S. Preconditioning thermal therapy: flipping the switch on IL-6 for anti-tumour immunity. Int. J. Hyperthermia, 2013, vol. 29, no. 5, pp. 464–473. doi: 10.3109/02656736.2013.807440
- Radek K.A. Antimicrobial anxiety: the impact of stress on antimicrobial immunity. J. Leukoc. Biol., 2010, vol. 88, no. 2, pp. 263–277. doi: 10.1189/jlb.1109740
- Repasky E.A., Eng J., Hylander B.L. Radek K.A. Stress, metabolism and cancer: integrated pathways contributing to immune suppression. Cancer J., 2015, vol. 21, no. 2, pp. 97–103. doi: 10.1097/ppo.0000000000000107
- Schmidt S., Moser M., Sperandio M. The molecular basis of leukocyte recruitment and its deficiencies. Mol. Immunol., 2013, vol. 55, no. 1, pp. 49–58. doi: 10.1016/j.molimm.2012.11.006
- Singh I.S., Hasday J.D. Fever, hyperthermia and the heat shock response. Int. J. Hyperthermia, 2013, vol. 29, no. 5, pp. 423–435. doi: 10.3109/02656736.2013.808766
- Small P.M., Tauber M.G., Hackbarth C.J., Sande M.A. Influence of body temperature on bacterial growth rates in experimental pneumococcal meningitis in rabbits. Infect. Immun., 1986, vol. 52, no. 2, pp. 484–487.
- Takeuchi O., Akira S. Pattern recognition receptors and inflammation. Cell, 2010, vol. 140, no. 6, pp. 805–820. doi: 10.1016/j.cell.2010.01.022
- Vujaskovic Z., Poulson J.M., Gaskin A.A., Thrall D.E., Page R.L., Charles H.C., MacFall J.R., Brizel D.M., Meyer R.E., Prescott D.M., Samulski T.V., Dewhirst M.W. Temperature-dependent changes in physiologic parameters of spontaneous canine soft tissue sarcomas after combined radiotherapy and hyperthermia treatment. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 2000, vol. 46, iss. 1, pp. 179–185. doi: 10.1016/S0360-3016(99)00362-4
Дополнительные файлы
