Вияние орхидэктомии на иммунный статус мышей гибридов F1. Монография

ную роль играют изменения содержания пролактина и инсулинподобного фактора роста в организме кастрированных животных (Martin et al., 2006). Ожирение приводит к различным проблемам со здоровьем (Lekcharoensuk, 2001) и ухудшает качество жизни животного (Greer et al., 2007). Ожирение может приводить к развитию сердечнососудистых заболеваний, гипертензии, диабета, заболеваний пищеварительного тракта, запорам (Lekcharoensuk et al., 2001). У кастрированных котов уменьшается чувствительность к инсулину, что приводит к возникновению диабета

(Hoenig, Ferguson, 2002; Kanchuk et al., 2002). Один из отри-

цательных эффектов гонадэктомии, в частности, у котов – увеличение частоты заболеваний мочевыделительной сис-

темы (Spain et al., 2002; Howe et al.,1997). При этом кастра-

ция домашних котов является одной из самых распространенных операций в ветеринарной практике.

1.1.2. Влияние орхидэктомии и тестостерона на состояние мочевыделительной системы

Болезни нижних мочевыводящих путей (БНМП) могут быть обусловлены уролитиазом, бактериальной инфекцией, неоплазией, воспалением и генетическими аномалиями. К этой группе болезней относится также идиопатический цистит (Hostutler et al., 2005). При изучении влияния гонадэктомии на состояние мочевыделительной системы у котов было обнаружено, что она приводит к увеличению частоты БНМП (Stubbs et al., 1996; Lekcharoensuk et al., 2001; Spain et al., 2002). Однако в исследованиях L.M. Howe et al. (1997)

не обнаружено взаимосвязи гонадэктомии и частоты возникновения БНМП. На возникновение БНМП, помимо гонадэктомии, может влиять ожирение (Lekcharoensuk et al., 2001).

11

Но конкретные механизмы развития патологии почек, участия аутоиммунных компонентов, воспаления изучены мало. По данным одних авторов, воспаление нижних мочевыводящих путей и мочекаменная болезнь протекают без воспаления почек (Westropp et al., 2006). Другие исследования показали, что смешаный цистиновый и струвитный уролитиаз у кошек сопровождался воспалением почек

(Amiel et al., 2006).

Хроническая почечная недостаточность является распространенным заболеванием у кошек. Одной из причин развития ХПН является обструкция мочевыводящих путей при мочекаменной болезни (Yabuki et al., 2010). Имеются данные о том, что гонадэктомия утяжеляет течение хронической почечной недостаточности. Так, у гонадэктомированных крыс с ХПН уровень креатинина в сыворотке крови выше, чем у интактных животных (Ali et al., 2001).

Известно о наличии эстрогенных (ЭР) и андрогенных рецепторов (АР) в почках. Мезангиальные клетки, гломерулы, проксимальные канальцы и собирательные протоки коры почек содержат андрогенные рецепторы (Elliot et al., 2007; Quan еt al., 2004). Обнаружено, что почки могут синтезировать тестостерон и дегидротестостерон, потому что они содержат фермент цитохром P450, что является необходимым для образования мужского полового гормона (Quinkler et al., 2003). Обработка нормотензивных крыс дегидротестостероном повышает проксимальную реабсорбцию натрия с помощью ангиотензин II-зависимого механизма (Baylis, 1994), но ни гломерулярная фильтрация почек (ГФП), ни ангиотензин-1- рецепторы не были задействованы. И, напротив, при остром введении тестостерона повышается ГФП и уменьшается проницаемость сосудов почек (Reckelhoff et al., 1992). Тестостерон может опосредствовать повреждение почек у самок. Добавление тестостерона повышало экспрессию АР и трансформирующего фак-

12

тора роста β1 (ТФР-β1) в гломерулах у овариоэктомирован-

ных В6 самок (Elliot et al., 2007).

Показано, что эстрогены оказывают протективное действие на почечную ткань, замедляя развитие поликистоза почек. Тестостерон, напротив, отрицательно сказывается на течении этой болезни. После гонадэктомии уменьшается количество кист в почках и в крови снижается концентрация азотистых продуктов (Smith et al., 2006).

M. Blank et al. (1990) изучено влияние орхидэктомии на течение аутоиммунной патологии почек в экспериментальной модели на мышах линии BALB/с. Показано, что кастрация BALB/с мышей, сопровождавшаяся дачей эстрогенов, привела к ускорению развития аутоантител и более выраженным повреждениям почек при индукции аутоиммунного заболевания. С другой стороны, обработка тестостероном приводит к улучшению течения заболевания, частичному ингибированию продукции аутоантител и предупреждению заболевания почек.

Эпидемиологические исследования показали, что мужские половые гормоны являются независимым фактором риска развития и прогрессирования болезней почек, и терминальная стадия болезни почек быстрее, чем у женщин в постменопаузе, наступает у мужчин с такими заболеваниями, как аутоиммунный гломерулонефрит, гипертензивный гломерулосклероз и поликистоз почек (Seliger et al., 2001; Neugarten et al., 2000; Ishikawa et al., 2000). Снижение функ-

ции почек, связанное с возрастными изменениями, также быстрее наступает у мужчин, чем у женщин в постменопау-

зе (Neugarten et al., 1999).

У самцов крыс с возрастом уменьшается ГФП и нарастают признаки их поражения. Эти процессы происходят у них более интенсивно, чем у самок (Baylis, 1994; Reckelhoff et al., 1992; Fortepiani et al., 2003; Hinojosa-Laborde et al., 2004). Степень повреждения гломерул определяется не

13

только уменьшением ГФП. Показано, что при старении происходит почечная вазоконстрикция. Например, у 50% нормотензивных крыс в возрасте от 20 до 22 месяцев ГФП уменьшалась по сравнению с молодыми самцами и, кроме того, у 20% обнаруживался гломерулосклероз (Reckelhoff et al., 1992). У старых самцов крыс ГФП уменьшалась на 30%, сосудистая резистентность почек повышалась на 30%, у 5% отмечался гломерулосклероз (Fortepiani et al., 2003). Кастрация старых крыс предотвращает уменьшение ГФП, раз-

витие повреждения почек (Reckelhoff et al., 1992; Fortepiani et al., 2003; Baylis 1994) и протеинурию (Ji et al., 2005). Об-

работка кастрированных гипертензивных самцов крыс дегидротестостероном приводила к усилению повреждения почек (Baylis, 1994).

Уровень тестостерона в плазме крови у мужчин уменьшается с возрастом (Holdsworth et al., 1977). Но так как почки способны синтезировать андрогены, неясно, может ли уменьшение тестостерона в плазме крови приводить к снижению почечного тестостерона (Quinkler et al., 2003).

Заболевания почек и БНМП сопровождаются появлением протеинурии. Протеинурия у кошек может являться прогностическим индикатором болезней почек. Если наблюдается ее прогрессирование при болезни почек, то в таком случае она является маркером неблагоприятного прогноза. Показано, что протеинурия способна непосредственно повреждать почечную ткань кошек. При этом увеличивается продукция провоспалительных и профибриновых цитокинов в клетках канальцев почек (Benigin, Remuzzi, 2001).

Таким образом, из анализа приведенной литературы следует, что гонадэктомия существенно изменяет в организме гормональный фон, функциональное состояние органов и тканей. Четко прослеживаетс отрицательное влияние кастрации самцов на возникновение патологии мочевыде-

14

лительной системы, однако конкретные механизмы (воспаление, аутоиммунный компонент) не исследованы.

В работах по кастрации самок и самцов обнаружены разные эффекты влияния половых гормонов на организм, что, возможно, связано с проявлениями полового диморфизма в репродуктивной системе, обмене веществ в нерепродуктивных тканях, ответе на экзогенные факторы (инфекции, инвазии, стресс и т.д.). Наиболее выраженные половые различия обнаруживаются в иммунной системе.

1.2. Половой диморфизм иммунной системы

1.2.1. Общие представления о половом диморфизме

В литературе имеются данные, свидетельствующие о половом диморфизме в иммунном ответе, который обусловлен половыми стероидными гормонами (Myers et al., 1972; Абрамов, 1996). Основная роль половых гормонов связана с дифференцировкой и функционированием репродуктивной системы. Другой аспект их действия – влияние на процессы обмена веществ в нерепродуктивных тканях в рамках общей системы гормонального контроля процессов внутриклеточного метаболизма. Андрогенные стероиды оказывают анаболический эффект, по-видимому, на все ткани, за исключением тимуса. Катаболическое действие андрогенов в этом случае аналогично эффектам, вызываемым глюкокортикоидами. С точки зрения суммарного воздействия на белковый обмен эстрогены обычно стимулируют синтетические процессы; напротив, для изолированного воздействия прогестерона характерна индукция умеренного азотистого баланса (Покровский, 1976). Для огромного числа ферментов белкового, углеводного, липидного обмена животных и человека описаны существенные половые различия, обусловленные превалированием андрогенных или эстрогенных гормонов.

15

Аналогичная ситуация наблюдается и в отношении многих иммунных процессов. Значительно большая частота аутоиммунных патологий у женщин, половые различия при иммунном ответе и влияние половых гормонов на иммунные реакции in vitro обосновали роль половых гормонов, в основном эстрогена, прогестерона и тестостерона, как медиаторов иммунного полового диморфизма (Olsen, Kovacs, 2001; Whitacre, 2001; Erlandsson et al., 2001).

Половой диморфизм состоит, прежде всего, в более выраженной реакции женского организма на экзогенные инвазивные факторы: инфекция, чужеродное вмешательство и др. Уровень иммуноглобулина класса M выше у женщин, чем у мужчин, при этом уровни иммуноглобулина класса G практически не отличаются (Erlandsson et al., 2001). Другими исследователями указывается на то, что у женщин по сравнению с мужчинами более высокий уровень IgG (Butterworth et al., 1967; Lichtman et al., 1967) и определенных аутоантител, таких как IgG против главного микросомального антигена тиропероксидазы (TPO-Ab) (Groves et al., 1990; Oomen et al., 1996). У женщин обнаружен более высокий уровень Т-хелперных и меньшее содержание Т- супрессорных клеток, т.е. более выраженная активация В- системы иммунитета. При этом женщины демонстрируют более сильную реакцию на трансплантаты, у них более активна клеточно-опосредованная иммунная реакция на ви-

русные инфекции (Erlandsson et al., 2001).

Экспрессия андрогенных рецепторов на линиях стромальных клеток костного мозга и линиях про-В клеток указывает на возможность прямого эффекта андрогенов на главные клетки и потомство В-клеток (Viselli et al., 1995). Гормонально-зависимое снижение in vitro пре-В-клеток встречается в присутствии экзогенного ИЛ-7, это показывает, что гормоны действуют прямо на ИЛ-7-чувствительное потомство В-клеток, где ИЛ-7 – не основная мишень для

16

гормонального воздействия. ИЛ-7 также требуется для развития Т-клеток в тимусе (Grabstein et al., 1993). Женщины по сравнению с мужчинами показывают уменьшение антителзависимых клеточно-опосредованной (Santoli et al., 1976) и естественной киллерной клеточной цитотоксичности (Pross, Baines, 1982). Показано, что половые стероиды могут метаболизироваться в иммунокомпетентных клетках (Daynes et al., 1990; Araneo et al., 1991; Zhou et al., 1998) и, сле-

довательно, могут прямо действовать на функцию лимфоцитов.

1.2.2. Зависимость частоты аутоиммунных заболеваний от пола

Имеется много данных об асимметричном распространении аутоиммунных заболеваний среди мужчин и женщин (рис. 1). Около 80% пациентов с такими аутоиммунными болезнями, как СКВ, аутоиммунный тироидит, аутоиммунный гепатит, склеродермия и др., являются женщинами

(Grossman, 1984; Olsen, Kovacs, 2001).

Рис. 1. Частота встречаемости аутоиммунных заболеваний у мужчин и женщин (по Fairweather, Rose, 2004)

17

Половые гормоны самок играют важную роль в развитии аутоиммунных патологий, обусловленных циркулирующими антителами (Azad еt al., 1998). Известно, что тестостерон обладает супрессивным действием на гуморальное звено иммунитета (Berczi, Mc Kenzie, 1987; Tanriverdi et al., 2003), поэтому самцы в меньшей степени подвержены аутоиммунным болезням.

Соотношение самок и самцов с системной красной волчанкой составляет 10:1 (Treurniet et al., 1993). У пациентов с СКВ соотношение эстрогенов и тестостерона отклоняется от нормы. У женщин, болеющих СКВ, повышается концентрация 16α-гидрокси-эстрона и эстриола. Эта 16αгидроксиляция эстрогенов приводит к повышению эстрогенной активности. Самки с СКВ также демонстрировали измененный уровень С17-окисленного тестостерона (+андростенодион) (Lahita et al., 1983), тестостерон дериват, который быстро выводился из циркуляции, что приводило к уменьшению тестостерона в крови. Повышение активности эстрогенов, вместе с уменьшением тестостерона, показывает, что заболевание самок в большей степени обуслов-

лено эстрогенами (Lahita et al., 1983, 1987).

1.2.3. Влияние мужских и женских половых гормонов на частоту возникновения

иразвитие аутоиммунных патологий

вэкспериментальных моделях

Роль половых гормонов в развитии аутоиммунной патологии изучается достаточно давно с использованием различных моделей аутоиммунных нарушений, в том числе генетических, индуцированных введением различных клеток, ДНК и др. Чаще всего используются модели с аутоиммунной гемолитической анемией и аутоиммунным повреждением почек (иммунокомплексным гломерулонефритом).

18

При наличии аутоантител к ДНК (lupus-нефрит) модель рассматривается как близкий аналог системной красной волчанки.

В модели генетически обусловленного возникновения гемолитической анемии и иммунокомплексного гломерулонефрита у гибридов NZB/NZW показано, что обработка тестостероном уменьшает уровень анти-ДНК антител

(Roubinian et al., 1978; 1979) и частоту возникновения гло-

мерулонефрита (Roubinian et al., 1978). Эстрогены повышали уровни аутоантител у этих мышей (Roubinian et al., 1978; 1979). Обработка андрогенами кастрированных самок NZB/NZW мышей улучшала почечный клиренс Ig-G- сенсибилизированных эритроцитов, эстроген-обработанные самцы мыши NZB/NZW показали замедление почечного клиренса. Повышение концентрации тестостерона уменьшало смертность крыс самцов и самок NZB/NZW мышей (Roubinian et al., 1978). Экспозиция эстрогенами уменьшала продолжительность жизни NZB мышей и гибридов NZB/NZW. На других мышах с такой же патологией показано, что альбуминурия и гематурия значительно повышались при обработке эстрогенами, в то время как выраженность сиалоаденита уменьшалась эстрогенами (Carlsten, Tarkowski, 1993), что свидетельствует о благотворном эффекте эстрогенов на Т-клеточно-опосредованное воспаление. Напротив, в модели аутоиммунного расстройства − люпус-нефрита у BXSB мышей выявлены обратные реакции для андрогенов и эстрогенов на развитие аутоиммунитета (Makino et al., 1987). До сих пор, однако, взаимодействие между опосредованным полом воспалением и альбуминурией, с одной стороны, и специфичностью антител − с другой не исследовано детально. Схожие результаты получены в экспериментальной модели аутоиммунного расстройства почек, вызванного введением ДНК, у интактных мышей линии BALB/с. Кастрация этих мышей, сопровож-

19

давшаяся дачей эстрогенов, привела к ускорению развития аутоантител к ДНК и более выраженным повреждениям почек при индукции аутоиммунного заболевания. С другой стороны, обработка тестостероном приводит к улучшению течения заболевания, частичному ингибированию продукции аутоантител и предупреждению заболевания почек

(Blank et al., 1990).

Внастоящее время активно исследуется и используется экспериментальная модель аутоиммунного расстройства (люпус-нефрита, иммунокомплексного гломерулонефрита)

умышей на основе хронической реакции трансплантат против хозяина. Хроническая РТПХ индуцируется внутривенной инъекцией лимфоцитов одного из родителей – самок линии DBA/2 потомкам – самкам-гибридам

(С57Вl/10*DBA/2)F1 (B10D2F1), что приводит к развитию иммунологической реакции, иммунного ответа. В-клетки

реципиентов поликлонально активируются донорскими Т- клетками анти-алло-МНС класса II CD4+, которые приводят к люпус-подобному аутоиммунному синдрому (Bruijn et al., 1990). В этой модели концентрация в сыворотке аутоантител против ГБМ (базальная мембрана клубочков), коллагена IV значительно выше у самок, чем у самцов мышей, через 2- 4 недели после индукции заболевания (Treurniet et al., 1993). Эти аутоантитела играют главную патогенетическую роль в развитии иммунокомплексного гломерулонефрита в этой модели (Bruijn et al., 1990). Также наблюдается появление альбуминурии у самок мышей через 4-6 недель после индукции хронической РТПХ. Альбуминурии у самцов мышей не отмечается (Treurniet et al., 1993). Эти результаты показывают более высокую чувствительность к развитию почечной патологии у самок, чем у самцов.

Висследованиях были найдены значительные различия между самками и самцами (C57BL/10 × DBA/2)F1 гибридов мышей в отношении развития альбуминурии и аутоантител

20