Digitalis Lanata фитопрепаратының гамма-сәулеленуімен радиацияланған жануарлардың иммунологиялық реактивтілігіне әсері.

Рамазан Дүйсенбекұлы Ибрагим

2 курс магистранты. Л.Н. Гумилёв атындағы Еуразия ұлттық университеті (Астана қ., Қазақстан)

Иондаушы сәулеленудің әсерінен кейін иммундық жүйені сақтау және қалпына келтіру радиобиология мен радиациялық медицинаның аса маңызды міндеттерінің бірі болып қала береді. Сублетальді және летальді дозадағы гамма-сәулелену сүйек кемігінің қан түзуші жасушаларын зақымдайды, лейко- және лимфопения тудырады, цитокиндердің түзілуін бұзады әрі иммунитеттің жасушалық та, гуморальді де буындарын тежейді, бұл организмнің инфекцияларға бейімділігін арттырады [1].

Лимфоциттер организмдегі ең радиосезімтал жасушалар қатарына жатады: Т-хелперлер, цитотоксикалық Т-лимфоциттер және әсіресе В-лимфоциттер салыстырмалы түрде жоғары емес дозаларда-ақ жойылады, ал макрофагтар мен миелоидты қатардағы басқа да бірқатар жасушалар радиорезистентті келеді [2]. Гематологиялық және иммундық мәртебенің өзгерістері бір реттік тотальді гамма-сәулеленуден кейінгі алыс мерзімдерде де сақталады [3].

Радиациялық зақымданудың салдарын жеңілдету мақсатында радиопротекторлар мен иммуномодуляциялаушы құралдар зерттелуде, олардың ішінде антиоксиданттық, қабынуға қарсы және радиоқорғаныштық қасиеттерге ие өсімдік тектес препараттар барған сайын көбірек назар аударуда [4, 5]. Бұрын организмнің радиациялық зақымдануы кезінде иммунологиялық және алмасу бұзылыстарын фитосубстанциялармен түзету мүмкіндігі көрсетілген болатын [6].

Жүндес оймақгүл (Digitalis lanata) кардиологияда бұрыннан қолданылып келе жатқан жүрек гликозидтерінің (дигоксин, ланатозидтер) негізгі өнеркәсіптік көзі болып табылады [7, 8]. Соңғы жылдары кардиогликозидтердің жүректен тыс әсерлері, оның ішінде олардың иммундық жүйеге ықпалы туралы деректер жинақталды [9]. Кардиогликозидтердің TNF-α/NF-κB сигналдық жолын тежейтіні [10], ал дигоксин мен оның туындыларының RORγt ядролық рецепторына антагонизм арқылы Th17-жасушалардың дифференциялануын басатыны көрсетілген [11]. Сонымен қатар D. lanata препараттарының доклиникалық зерттеулері негізінен олардың кардиотроптық әсері мен уыттылығына арналған [12], ал бұл препараттардың сәулеленген организмнің иммунологиялық реактивтілігіне әсері туралы мәліметтер іс жүзінде жоқ.

Зерттеудің мақсаты – сублетальді гамма-сәулеленуге ұшыраған егеуқұйрықтардағы иммунитеттің жасушалық, гуморальді және фагоцитарлық буындарының көрсеткіштеріне Digitalis lanata фитопрепаратының әсерін бағалау.

Зерттеу материалдары мен әдістері

Жұмыста «Фитохимия» ғылыми-өндірістік орталығы» АҚ (Қарағанды қ.) ұсынған жүндес оймақгүл (Digitalis lanata; бұдан әрі – DL фитопрепараты) экстрактісі пайдаланылды. Жұмыстың эксперименттік бөлігі «Семей медицина университеті» КеАҚ-тың біріккен оқу-ғылыми зертханасында (Семей қ.) орындалды.

Тәжірибелер виварийдің стандартты рационында ұсталған, салмағы 180,0 ± 20,0 г екі жыныстағы 50 тұқымсыз ересек ақ егеуқұйрықта жүргізілді. Жануарлар үш топқа бөлінді: 1-ші – интактілі (n = 10); 2-ші – сәулеленген (n = 20); 3-ші – сәулеленген, DL фитопрепаратын алған (n = 20). 2-ші және 3-ші топтағы жануарлар «Луч-1» радиотерапиялық қондырғысында 6 Гр сублетальді дозада бір рет жалпы гамма-сәулелендіруге ұшыратылды.

3-ші топтағы жануарлар DL фитопрепаратын дене салмағының 100 г-на 2,5 мг дозада зонд арқылы асқазанішілік, тәулігіне бір рет (таңертең, аш қарынға) 14 күн бойы алды. Жарақат түсіретін манипуляциялар эфир наркозымен жүргізілді.

Гуморальді иммундық жауапты бағалау үшін жануарлар зерттеуге дейін 5 тәулік бұрын қой эритроциттерімен иммундалды (көктамырішілік, 0,4 мл, 2,5 × 106 жасуша). Көкбауырдағы антидене түзуші жасушалардың (АТЖ) саны N. Jerne және A. Nordin бойынша агарда жергілікті гемолиз әдісімен анықталып [13], 106 ядролы жасушаға есептелді; супрессия индексі есептелді.

Лейкоциттер Горяев камерасында саналып, лимфоциттердің абсолютті және салыстырмалы мөлшері есептелді. Лимфоциттер гепаринделген қаннан фиколл-верографин тығыздық градиентінде (1,077 г/мл) центрифугалау арқылы бөлініп алынды; Т-лимфоциттер (CD3+), Т-хелперлер (CD4+), Т-супрессорлар (CD8+) және В-лимфоциттер (CD19+) популяциялары моноклоналды антиденелермен (CALTAG Laboratories, АҚШ) жанама иммунофлуоресценция әдісімен анықталып, иммунореттеуші индекс (ИРИ, CD4+/CD8+) есептелді.

Лейкоциттердің лимфокин түзу қабілеті фитогемагглютининмен қойылған лейкоциттер миграциясын тежеу реакциясында (ЛМТР) миграция индексі бойынша бағаланды. Қан сарысуындағы айналымдағы иммундық кешендер (АИК) Ю.А. Гриневич пен А.Н. Алферов модификациясындағы полиэтиленгликольдің 3,75 % ерітіндісімен преципитациялау әдісімен анықталды [14].

Нейтрофилдердің фагоцитарлық белсенділігі латекс бөлшектерін сіңіру бойынша (фагоцитоз пайызы және фагоцитарлық сан), фагоциттердің оттегіге тәуелді метаболизмі НСТ-тестің спектрофотометриялық нұсқасында бағаланды.

Статистикалық өңдеу Windows-қа арналған SPSS 20.0 бағдарламасында жүргізілді. Нәтижелер орташа арифметикалық мән және оның қателігі (M ± m) түрінде берілген. Топтар арасындағы айырмашылықтар Стьюденттің t-критерийі бойынша бағаланып, p < 0,05 кезінде дәйекті деп саналды.

Нәтижелер және оларды талқылау

Зерттеу нәтижелері 1-кестеде келтірілген. 6 Гр дозадағы жалпы гамма-сәулелену егеуқұйрықтарда иммунитеттің Т-жүйесінің айқын тежелуін тудырды. Лейкоциттер саны 1,3 есе, лимфоциттердің абсолютті саны 2,0 есе азайды. Т-лимфоциттердің (CD3+) салыстырмалы және абсолютті мөлшері 2,5 және 3,5 есе, Т-хелперлердікі 2,7 және 3,1 есе, Т-супрессорлардікі 2,2 және 2,6 есе сәйкесінше кеміді. Иммунореттеуші индекс 1,90 ± 0,13-тен 1,58 ± 0,11-ге дейін төмендеді (p < 0,05). ЛМТР-дағы лейкоциттер миграциясының индексі 0,82 ± 0,05-тен 1,40 ± 0,03-ке дейін өсті, бұл лейкоциттердің лимфокин түзу қабілетінің 1,7 есе төмендегенін көрсетеді.

1-кесте – Сублетальді гамма-сәулелену және DL фитопрепаратын енгізу кезіндегі егеуқұйрықтардың иммунологиялық көрсеткіштері (M ± m)

Ескертпе: * – 1-топпен салыстырғанда айырмашылық дәйекті (p < 0,05); # – 2-топпен салыстырғанда айырмашылық дәйекті (p < 0,05).

Сәулеленуден кейін иммунитеттің гуморальді буынында перифериялық қандағы В-лимфоциттердің (CD19+) салыстырмалы және абсолютті мөлшері 2,0 және 1,8 есе артты. Алайда бұл кезде В-жасушалардың функционалдық белсенділігі күрт төмендеді: көкбауырдағы АТЖ саны 2,5 есе азайды, ал супрессия индексі 10,0 ± 2,0-ден 58,0 ± 1,5 %-ға дейін көтерілді. Осылайша, қандағы В-лимфоциттер санының артуы антидене түзілуінің күшеюімен қатар жүрмеді, бұл супрессорлық белсенділіктің жоғарылауы аясында гуморальді буынның функционалдық жеткіліксіздігін көрсетеді. Қан сарысуындағы АИК концентрациясы 2,1 есе азайды.

Бейспецификалық фагоцитарлық буында сәулелену фагоцитоз пайызының 1,6 есе, фагоцитарлық санның 2,0 есе, НСТ-тест көрсеткішінің 1,6 есе төмендеуіне әкелді. Алынған деректер лимфоидты жасушалардың жоғары радиосезімталдығы туралы түсініктермен үйлеседі [1, 2] және сәулеленген жануарларда иммунитеттің барлық зерттелген буындарының тежелуімен сипатталатын иммунтапшылық жағдайдың қалыптасқанын көрсетеді.

DL фитопрепаратын сәулеленген егеуқұйрықтарға курспен енгізу иммунологиялық көріністі елеулі өзгертті. Лейкоциттер саны сәулеленген жануарлармен салыстырғанда қосымша 1,3 есе азайды, ал лимфоциттердің салыстырмалы және абсолютті мөлшері 1,5 және 2,3 есе артты. Бұл ретте лимфоциттердің абсолютті саны интактілі жануарлардың деңгейінен ерекшеленбеді. Т-лимфоциттердің (CD3+) мөлшері 1,8–1,9 есе жоғарылады, алайда интактілі топтың мәндерінен төмен болып қалды.

Т-хелперлердің салыстырмалы саны 2,0 есе, абсолютті саны 3,0 есе артып, интактілі жануарлардың деңгейіне жетті. Т-супрессорлардың салыстырмалы және абсолютті мөлшері 2,6 және 2,4 есе артып, сондай-ақ қалыпты деңгейге сәйкес келді. Екі субпопуляция да қатар қалпына келгендіктен, иммунореттеуші индекс төмен күйінде қалды (1,50 ± 0,12).

ЛМТР-дағы лейкоциттер миграциясының индексі 2,4 есе азайды (1,40 ± 0,03-тен 0,58 ± 0,04-ке дейін). Бұл лейкоциттердің лимфокин түзу қабілетінің қалпына келгенін, тіпті күшейгенін көрсетеді.

Гуморальді буында DL фитопрепаратының әсерінен В-лимфоциттердің абсолютті саны интактілі жануарлардың деңгейіне оралды (323 ± 33 жасуша/мкл), көкбауырдағы АТЖ саны 2,3 есе артты (21,0 ± 1,2-ден 48,0 ± 3,2-ге дейін) және қалыпты деңгейден дәйекті түрде ерекшеленбеді, ал супрессия индексі 58,0 ± 1,5-тен 25,0 ± 2,4 %-ға дейін төмендеді. АИК концентрациясы 0,19 ± 0,02 бірлікке дейін азайды, бұл иммундық кешендердің элиминациясы жеделдегенін көрсетуі мүмкін.

Фагоцитоз көрсеткіштері біркелкі өзгерген жоқ. DL фитопрепаратының әсерінен фагоцитоздаушы нейтрофилдердің пайызы 15,0 ± 2,1 %-ға дейін төмендеді, алайда фагоцитарлық сан 5,0 есе, НСТ-тест көрсеткіші 1,7 есе артып, интактілі жануарлардың деңгейіне жетті. Демек, фагоцитозға тартылған жасушалар саны аз болғанымен, олардың сіңіру және оттегіге тәуелді бактерицидтік белсенділігі айтарлықтай жоғарылады.

DL фитопрепаратының анықталған иммунокорригирлеуші әсерінің механизмдері, бәлкім, оның құрамына кіретін жүрек гликозидтерінің биологиялық белсенділігімен байланысты. Кардиогликозидтер Na+/K+-АТФазаны тежей отырып, иммунқұзыретті жасушалардың пролиферациясына, белсенуіне және цитокин түзуіне әсер етеді [9]. Олардың NF-κB сигналдық жолын [10] және Th17-жасушалардың дифференциялануын [11] басуы радиациямен индукцияланған қабынуды шектеп, лимфоциттер субпопуляцияларының тепе-теңдігін қалпына келтіруге ықпал етуі мүмкін. Препарат аясында лейкоциттер санының қосымша азаюы да, сірә, гликозидтердің жасуша пролиферациясына әсерімен байланысты, бұл дозаны таңдау кезінде ескеруді талап етеді. Көптеген фитопротекторларға тән өсімдік компоненттерінің антиоксиданттық қасиеттері де белгілі бір үлес қосуы мүмкін [4, 5].

Жұмыстың шектеулері – препараттың бір ғана дозасының және зерттеудің бір ғана мерзімінің пайдаланылуы. DL фитопрепаратын практикалық қолдануды негіздеу үшін әсердің дозаға тәуелділігін, көрсеткіштердің динамикасын және цитокин профилін одан әрі зерттеу қажет.

Қорытындылар

1. Егеуқұйрықтарды 6 Гр сублетальді дозада жалпы гамма-сәулелендіру иммунтапшылық жағдай тудырады: лейко- және лимфопения, Т-лимфоциттердің, Т-хелперлер мен Т-супрессорлардың салыстырмалы және абсолютті мөлшерінің төмендеуі, ИРИ-дің 1,2 есе және лейкоциттердің лимфокин түзу қабілетінің 1,7 есе кемуі, супрессия индексінің 58 %-ға дейін артуы аясында көкбауырдағы АТЖ санының 2,5 есе азаюы, сондай-ақ нейтрофилдердің фагоцитарлық белсенділігінің тежелуі.

2. Digitalis lanata фитопрепараты (2,5 мг/100 г per os, 14 күн) сәулеленген жануарларда лимфоциттердің, Т-хелперлердің, Т-супрессорлар мен В-лимфоциттердің абсолютті санын интактілі деңгейге дейін қалпына келтіреді, Т-лимфоциттердің мөлшерін 1,8 есе, лейкоциттердің лимфокин түзу қабілетін 2,4 есе арттырады.

3. Digitalis lanata фитопрепаратының әсерінен антидене түзілуі қалыпқа келеді (көкбауырдағы АТЖ саны 2,3 есе артады, супрессия индексі 58 %-дан 25 %-ға дейін төмендейді), АИК концентрациясы азаяды, сондай-ақ фагоцитарлық сан (5,0 есе) мен НСТ-тест көрсеткіші (1,7 есе) жоғарылайды, бұл препаратты сәулеленуден кейінгі иммундық бұзылыстарды түзету құралы ретінде одан әрі зерттеудің перспективалылығын көрсетеді.

Әдебиеттер тізімі:

1. Lumniczky K., Impens N., Armengol G., Candéias S., Georgakilas A.G., Hornhardt S., Martin O.A., Rödel F., Schaue D. Low dose ionizing radiation effects on the immune system // Environment International. – 2021. – Vol. 149. – P. 106212. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106212

2. Heylmann D., Rödel F., Kindler T., Kaina B. Radiation sensitivity of human and murine peripheral blood lymphocytes, stem and progenitor cells // Biochimica et Biophysica Acta – Reviews on Cancer. – 2014. – Vol. 1846, № 1. – P. 121–129. https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2014.04.009

3. Kolesnikova I.A., Lalkovičova M., Severyukhin Yu.S., Golikova K.N., Utina D.M., Pronskikh E.V., Despotović S.Z., Gaevsky V.N., Pirić D., Masnikosa R., Budennaya N.N. The effects of whole body gamma irradiation on mice, age-related behavioral, and pathophysiological changes // Cellular and Molecular Neurobiology. – 2023. – Vol. 43, № 7. – P. 3723–3741. https://doi.org/10.1007/s10571-023-01381-1

4. Jagetia G.C. Radioprotective potential of plants and herbs against the effects of ionizing radiation // Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. – 2007. – Vol. 40, № 2. – P. 74–81. https://doi.org/10.3164/jcbn.40.74

5. Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural radioprotectors on current and future perspectives: a mini-review // Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences. – 2022. – Vol. 14, № 2. – P. 57–71. https://doi.org/10.4103/jpbs.jpbs_502_21

6. Аргымбекова А.С. Коррекция фитосубстанциями иммунологических и обменных процессов при радиационном поражении организма: автореф. дис. … д-ра мед. наук. – Астана, 2009. – 43 с.

7. Whayne T.F. Jr. Clinical use of digitalis: a state of the art review // American Journal of Cardiovascular Drugs. – 2018. – Vol. 18, № 6. – P. 427–440. https://doi.org/10.1007/s40256-018-0292-1

8. Gurel E., Karvar S., Yucesan B., Eker I., Sameeullah M. An overview of cardenolides in Digitalis – more than a cardiotonic compound // Current Pharmaceutical Design. – 2017. – Vol. 23, № 34. – P. 5104–5114. https://doi.org/10.2174/1381612823666170825125426

9. Škubník J., Pavlíčková V., Rimpelová S. Cardiac glycosides as immune system modulators // Biomolecules. – 2021. – Vol. 11, № 5. – P. 659. https://doi.org/10.3390/biom11050659

10. Yang Q., Huang W., Jozwik C., Lin Y., Glasman M., Caohuy H., Srivastava M., Esposito D., Gillette W., Hartley J., Pollard H.B. Cardiac glycosides inhibit TNF-α/NF-κB signaling by blocking recruitment of TNF receptor-associated death domain to the TNF receptor // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. – 2005. – Vol. 102, № 27. – P. 9631–9636. https://doi.org/10.1073/pnas.0504097102

11. Huh J.R., Leung M.W., Huang P., Ryan D.A., Krout M.R., Malapaka R.R., Chow J., Manel N., Ciofani M., Kim S.V., Cuesta A., Santori F.R., Lafaille J.J., Xu H.E., Gin D.Y., Rastinejad F., Littman D.R. Digoxin and its derivatives suppress TH17 cell differentiation by antagonizing RORγt activity // Nature. – 2011. – Vol. 472, № 7344. – P. 486–490. https://doi.org/10.1038/nature09978

12. Garcia M.S.K., Carvalho A.A., Antunes D.S.C.F., Moraes E., Kaefer F., Dias M.M., Lopes R.L., Pires G.V. Preclinical studies with Digitalis lanata: a bibliographic review // Global Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. – 2022. – Vol. 9, № 5. – P. 555772. https://doi.org/10.19080/GJPPS.2022.09.555772

13. Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque formation in agar by single antibody-producing cells // Science. – 1963. – Vol. 140, № 3565. – P. 405. https://doi.org/10.1126/science.140.3565.405

14. Гриневич Ю.А., Алферов А.Н. Определение иммунных комплексов в крови онкологических больных // Лабораторное дело. – 1981. – № 8. – С. 493–496.

Ұқсас материалдар

• DIGITAL STORYTELLING ФЕНОМЕНІ
• Digital education: new opportunities in Kazakhstan