Вияние орхидэктомии на иммунный статус мышей гибридов F1. Монография

против ГБМ компонентов мембраны и коллагена типа IV после индукции хронической РТПХ (Treurniet et al., 1993). Модель РТПХ отличается от NZB/NZW модели тем, что она является индуцированной в отношении специфичности нефритогенных аутоантител (Bruijn et al., 1988; Bruijn et al., 1990). У мышей с РТПХ аутоантитела вырабатываются непосредственно против ГБМ и ЭПК (эпителий почечных канальцев) (Bruijn et al., 1990). В этой модели самкам мышей вводятся лимфоциты самок DBA/2, при этом развивается альбуминурия и высокие уровни анти-ГМБ антител. Введение самцам гибридам BDF лимфоцитов от DBA/2 самок показало сниженные уровни антител и протеинурии во всех экспериментах (Treurniet et al., 1993). Результатами некоторых работ показано, что тестостерон-деканоат может быть ингибирующим компонентом, значительно уменьшающим альбуминурию. Отсутствие или присутствие эстрогенов из аутологичных или экзогенных источников не показало корреляцию с развитием альбуминурии. Протеинурия у ложнооперированных самок мышей развивалась значительно чаще, чем у ложнооперированных самцов мышей (Van Griensven et al., 1997).

Исследования ELISA показали, что 17 - этинилоэстрадиол ускорял антителобразование у овариоэктомированных самок мышей после индукции хронической РТПХ. Тестостерон-деканоат не влиял на антителобразование. Тестостерон-деканоат-обработанные овариоэктомированные самки мышей продуцировали уровни аутоантител, равные таковым у ложнооперированных самок мышей. Все группы самцов мышей имели низкие уровни аутоантител, и не было значительных отличий между экспериментальными группами (Van Griensven et al., 1997). В почках после ин-

дукции хронической РТПХ отмечается распределение IgG вдоль базальной мембраны гломерул, самое большое содержание иммуноглобулина в периваскулярном простран-

21

стве представлено IgM (Bergijk et al., 1992; Koostra et al., 1997). Объяснением этого феномена может служить тот факт, что стероиды, такие как андрогены и эстрогены, связываются с ДНК в мезангиальных клетках, продуцирующих коллаген типа IV (Neugarten et al., 1999). Ингибирующий эффект тестостерона-деканоата на развитие протеинурии, возможно, объясняется повышением реабсорбции белка почечными клетками. Обработка андрогенами может являться причиной гипертрофии канальцев и повышения скорости клубочковой фильтрации одного нефрона (Blantz et al., 1978). Гиперпролактинемия, вероятно, также учавствует в этом процессе, так как эстрогены способны регулировать синтез пролактина, являющегося иммуномодулирующим гормоном передней доли гипофиза (McMurray et al., 1991). Эти исследования показали, что половые гормоны способствовали повреждению гломерул в экспериментальной модели люпус-нефрита. В частности, исследовались регуляторная роль половых гормонов и транскрипция ДНК.

Широко известна связь аутоиммунной патологии с предшествующей инфекцией. На модельных животных показано, что инфекционные заболевания могут вызвать аутоиммунную патологию. Например, coxsackievirus B3 у чувствительных мышей приводит к развитию миокардита. Подобное заболевание может быть вызвано инъекцией мышам белка сердца с адъювантами, что указывает на то что, активная инфекция не нужна для развития аутоиммунной патологии. Было обнаружено, что CB3-пусковой механизм аутоиммунного заболевания у чувствительных мышей стимулируется провоспалительными цитокинами. Половые гормоны могут также усилить гипериммунный ответ на инфекцию у чувствительных особей, что приводит к повышенной предрасположенности к аутоиммунным заболева-

ниям у женщин (Fairweather, Rose, 2002).

22

При аутоиммунном миокардите повышается чувствительность к бактериальному липополисахариду (ЛПС). Возрастает количество интерлейкина (ИЛ-1β) и фактора некроза опухоли (ФНО-α) при СВ3-инфекции, что приводит к развитию хронической фазы заболевания у резистентных линий мышей (Lane et al., 1991). При этом генетически обусловленная резистентность к развитию аутоиммунного заболевания повреждается за счет повышения продукции провоспалительных цитокинов при иммунном ответе на инфекцию. Многие аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, связываются с повышением уровней ФНО-α и ИЛ-1β (Feldman, 2002). ЛПС обладает адъювантэффектом в развитии аутоиммунного заболевания (Lane et al., 1992; Esquivel et al., 1977) и опосредствует этот эффект,

отчасти повышая уровни ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-18 (Aderem, Ulevitch, 2000). При СВ3-инфекции повышаются уровни ИЛ-1β и ИЛ-18 в сердце при остром миокардите посредством сигналов ИЛ-12Rβ1. Тяжесть острого миокардита коррелирует с повышением уровней ИЛ-1β и ИЛ-18 в сердце

(Fairweather, Rose, 2002). Эффект ЛПС и ФНО в развитии миокардита не ограничивается СВ3-инфекцией, но также наблюдается при цитомегаловирусной инфекции у мышей (Lenzo et al., 2001). Таким образом, продукция провоспалительных цитокинов является ключом, определяющим развитие аутоиммуного заболевания после инфекции у чувствительных линий мышей.

У чувствительных и резистентных к СВ3-инфекции мышей продуцируется одинаковый профиль цитокинов, но у чувствительных мышей обнаруживается значительно более высокий уровень цитокинов в сердце и селезенке. Аутоиммунный миокардит в первую очередь связывается с Th1ответом, с ИФ-γ; Th2-ответ, где доминирует ИЛ-4, считается фактором, снижающим аутоиммунтет. Также вирусная инфекция сопровождается стимуляцией Th-1-ответа, в ко-

23

тором защитный эффект осуществляет ИФ-γ. Известно, что смешанный Th1/Th2-профиль цитокинов обнаруживается при многих вирусных инфекциях, а также в экспериментальной модели аутоиммунного миокардита (Fairweather, Rose, 2004).

1.3. Влияние орхидэктомии на параметры иммунитета

1.3.1. Влияние половых гормонов на ось «гипоталамус– гипофиз–гонады–тимус»

Существует взаимосвязь тимуса с железами внутренней секреции – прямая со щитовидной железой и обратная с корой надпочечников и гонадами (Ивановская и др., 1996; Ла-

бунец, 2000).

Повышение уровней циркулирующих андрогенов и эстрогенов влияет на центральные и периферические органы иммунной системы и их клеточный состав. Прямое воздействие половых стероидных гормонов на органы и ткани иммунной системы обеспечивается рецепторно-опосредован-

ным путем (McDonnell et al., 2000).

Андрогенные рецепторы представлены на тимоцитах и стромальных клетках тимуса (Cohen et al., 1983; Viselli et al., 1995). В тимусе прямая связь андрогенов с АР CD4+СD8+ тимоцитов приводит к апоптозу этих клеток. Описаны АР в селезенке и костном мозге (Benten et al., 1999; Samy et al., 2000). В костном мозге андрогенные внутриклеточные рецепторы присутствуют на стромальных клетках, где они продуцируют ФНО-β, что приводит к угнетению созревания В-клеток (Olsen, Kovacs, 2001). В селезенке внутриклеточные и поверхностные АР были обнаружены на CD4+ CD8+

Т-клетках (Benten et al., 1999; Samy et al., 2000). Можно

24

предположить прямую связь между этими клетками и андрогенами.

Известно, что эстрогенчувствительные рецепторы находятся в тимусе как у самцов, так и у самок. Дефицит эстрадиола не ингибирует развитие тимуса в эмбриональный период, но приводит к уменьшению размера тимуса в постнатальный период у обоих полов (Yellayi et al.,1986). Эпителиальные клетки тимуса экспрессируют как ядерные, так

имембранные рецепторы половых гормонов. Они обнаружены в тех эпителиальных клетках тимуса, которые секре-

тируют тимулин (Seiki, Sacabe, 1977).

Тестостерон не взаимодействует с глюкокортикоидными рецепторами, но андрогены взаимодействуют с ними благодаря высокой степени гомологичности между различными стероидами и их рецепторами (Grossman, 1984; Blum et al., 1990).

Глюкокортикоиды оказывают Т-супрессивный и противовоспалительный эффекты через моноциты, цитокины Т- клеточного генеза, особенно ИЛ-1, фактор некроза опухоли

иИЛ-2. Прогестерон и ацетилированные прогестагены прегнанового типа активизируют глюкокортикоидные рецепторы и оказывают глюкокортикоидоподобное иммуносупрессивное действие, включая ингибирование Т-клеточной активности, повышение опухолевой индукции и лимфоцито-

пении (Grossman, 1984).

Лютеинизирующий релизинг-гормон (LHRH) участвует в регуляции иммунной функции прямо или косвенно

(Marchetti et al., 2000; Morale et al., 2001). Циклические сиг-

налы от LHRH активизируют ось «гипоталамус–гипофиз– надпочечники–гонады» за счет синтеза лютеинизирующего

ифолликулостимулирующего гормонов, которые регулируют продукцию половых стероидов (Marchetti et al., 2000). За счет присутствия рецепторов LHRH на многих клетках иммунной системы, таких как лимфоциты крови, тимоциты

25

и спленоциты (Marchetti et al., 1989; Dixit et al., 2003; Chen et al., 1999), он играет роль в созревании данных клеток. В работах, в которых самцам обезьян в неонатальном периоде давали агонист LHRH, в постнатальном периоде уменьшалась клеточность корковой зоны и CD8+ Т-клеток тимуса по сравнению с контролем, что указывает на вероятную прямую зависимость LHRH и тимуса. У мышей в неонатальном периоде, нокаутированных по ЭРα, уменьшалась клеточность тимуса, что указывает на участие эстрогенов в регуляции раннего развития тимуса (Yellayi et al., 2000). По некоторым данным, LHRH обладает иммуномодулирующими свойствами по отношению к тимусу (Marchetti et al., 2000).

1.3.2. Влияние орхидэктомии на возрастную атрофию тимуса

Тимус играет важную роль в регуляции нейроэндокринного гомеостаза (Ярилин, 1999), так как эпителиальные клетки тимуса вырабатывают вещества, обеспечивающие созревание и поддержание на должном уровне функциональной активности лимфоидной системы (Галактионов, 1998). Существует взаимосвязь тимуса с железами внутренней секреции: прямая со щитовидной железой и обратная с корой надпочечников и гонадами. Эти взаимодействия опосредованы осью «гипоталамус–гипофиз–гонады–тимус»

(Grossman, 1984; Azad еt al.,1998; Tanriverdi еt al., 2003). С

возрастом отмечается значительная структурная и функциональная инволюция тимуса (Cavengh et al., 1997). Причиной возрастной атрофии тимуса у многих видов млекопитающих является половое развитие, при котором происходит повышение продукции половых стероидов. При этом в тимусе отмечается истощение пула наивных клеток, снижается количество периферических Т-клеток (Sempowski et al., 2002; Linton, Dorshkind, 2004; Steffens et al., 2000).

26

N.J.Olsen and W.J. Kovacs (2001) показали важную роль как андрогенов, так и эстрогенов в процессе инволюции тимуса. Исследования на трансгенных мышах, дефицитных по андрогенам, показали прямое взаимодействие между половыми стероидами и их рецепторами на стромальных клет-

ках тимуса (Kumar еt al., 1995; Olsen, Kovacs, 2001), которые участвовали в дегенерации тимуса. Так, обработка тестостероном также являлась причиной апоптоза CD4+СD8+ тимоцитов in vitro за счет включения высвобождения ФНО-α. ФНО-α является важным медиатором, опосредующим апоптоз CD4+СD8+ тимоцитов и, возможно, других структур тимуса, индуцированный половыми стероидами (Aboudkhils et al., 1991).

Влияние андрогенов на периферическую иммунную систему изучено в меньшей степени, чем на тимус или костный мозг. Разнообразных механизмов, индуцирующих эстрогензависимую дегенерацию тимуса в постпубертатном периоде, у самок больше, чем у самцов, за счет того, что эстрогены продуцируются множеством тканей, включая надпочечники и жировую ткань. Повышение уровня эстрогенов, например, при беременности, при половой зрелости или экзогенное их добавление усиливает атрофию тимуса

(Li, McMurray, 2006; Ladics et al.,1998), которая характери-

зуется редукцией CD4+СD8+ тимоцитов и увеличением про-

порции CD8+ или CD4+ Т- клеток (Olsen et al.,1998; Brunelli, 1992). При воздействии андрогенов на самцов происходит снижение числа синглпозитивных Т-клеток, что противопоставляется сдвигу отношения CD4+ и CD8+. Замещение андрогенами CD8+ Т-клеток увеличивается по отношению к

CD4+ Т-клеткам (Li, McMurray , 2006; Yao et al., 2003; Leposavic et al., 1995; Olsen, Kovacs, 1996), при замещении эстрогенами преобладают Т-хелперы, но причины этих различий остаются неизвестными. В костном мозге повышение уровня эстрогенов ингибирует продукцию предшественни-

27

ков тимуса, таких как Flt3+LSK (Lineage-Sca-1+c-Kit+), ран-

них предшественников Т-клеток и CD4- CD8- популяций Т- клеток (Zoller, Kersh, 2006). Это значит, что повышение уровня женских половых стероидных гормонов действует не только на тимус, но также на пролиферацию гемопоэтических клеток, включая потенциальных предшественников тимоцитов в костном мозге. Для В-лимфоидной системы эстрогены являются фактором, снижающим количество преВ-клеток (Kincade, Payne, 2000; Medina et al., 2000).

О связи между половыми стероидами и иммунной системой впервые сообщалось в 1904 г., когда обнаружилось увеличение тимуса у кастрирован-ного быка (Henderson, 1904).

Наилучшим примером, показывающим роль половых стероидов в атрофии тимуса и уменьшении иммунной функции с возрастом, является хирургическая и химическая кастрация (включая аналоги LHRH), которая останавливает возрастную атрофию тимуса (Sutherland et al., 2005; Safadi et al., 2000; Fitzpatrick et al., 1991).

Кастрация самцов и самок приводит к увеличению массы и клеточности тимуса, особенно на фоне возрастной ат-

рофии (Kendall et al.,1990; Olsen, Kovacs, 1996). При этом пролиферация тимоцитов, особенно CD4+CD8+ и CD4─CD8─ клеток усиливается. В результате кастрации возпастает количество предшественников Т-лимфоцитов (Olsen, Kovacs, 1996).

1.3.3. Влияние орхидэктомии на органы иммунитета и иммунный ответ

У разных видов животных обнаруживаются различные изменения в иммунной системе после кастрации. В раннем послеоперационном периоде у бычков отмечались лейкоцитоз, эозинофилия, лимфоцитопения, нейтрофилия.

28

После кастрации содержание общего белка и белковых фракций в сыворотке крови животных обеих групп оставалось практически неизменным. Увеличивалось лишь содержание альфа-глобулинов в сыворотке крови бычков контрольной группы к 7-м суткам посткастрационного периода. Снижалась функциональная активность Т-лимфоцитов, фагоцитов. Уже спустя 24 ч после кастрации значительно увеличивалось содержание циркулирующих иммунных комплексов. Кастрация приводила к сенсибилизации организма кожным антигеном, освобождающимся при рассечении покровных тканей с последующим поступлением во внутренние среды (Смолькина, 2003).

У поросят, кастрированных в 45-дневном возрасте, отмечалось к 60-му дню снижение уровня тотальных Т- лимфоцитов, Т-индукторов-хелперов, Т-киллеров- супрессоров, иммуноглобулинов классов M и G. Через 9 дней наблюдалась некоторая стимуляция антителопродукции на фоне параллельного снижения функций Т- супрессоров и повышения − индукторов-хелперов. Авторы предполагают, что повышенная концентрация кортизола, образовавшаяся у поросят после отъема, способствовала угнетению активности супрессоров и стимуляции Т- индукторов-хелперов, а следовательно, и антителогенеза. Не исключается, что стресс инициировал выход тимоцитов из тимуса и способствовал концентрации как малодифференцированных, так и функционально зрелых Т-клеток в периферических лимфоидных органах. Это создало почву для более эффективных кооперативных взаимоотношений лимфоцитов и интенсификации процессов иммуногенеза

(Ефанова, 2006).

По данным T.M. Elis et al. (2001), наблюдается увеличение количества лейкоцитов, лимфоцитов, абсолютного числа В-лимфоцитов после кастрации. Число Т-клеток, натуральных киллеров и гранулоцитов остается неизменным.

29

Физиологические уровни половых гормонов ингибиру-

ют В-лимфопоэз (Smithson et al., 1998; Medina et al., 2000),

после кастрации появляется большое количество незрелых (В220lo+СD24hi+) и зрелых В-клеток (В220 hi+CD24lo+) в пе-

риферической крови (Elis et al., 2001). Эти клетки у интактных животных составляют 10-15% среди пула зрелых В- клеток, у кастрированных животных – 45% пула циркули-

рующих В-клеток (Alman et al., 1992).

Обнаружены эффекты кастрации на В-лимфопоэз на раннем про-В-клеточном уровне, связанные со значительным повышением поздней про-В-клеточной популяции. Эти популяции сообщаются в стадиях В-клеточной дифференцировки, которая отвечает на ИЛ-7– цитокин, продуцируемый стромальными клетками костного мозга и обязательный для пролиферации и дифференцировки В-клеток (Grabstein et al., 1993). Как показывают исследования, популяция В-лимфоцитов в селезенке и периферической крови увеличивается за счет усиления образования предшественников В-лимфоцитов в костном мозге (Myers et al., 1972). Эстрогены значительно ингибируют стромальный клеточнозависимый В- клеточный лимфопоэз in vitro, беременность ассоциируется с редукцией В-лимфопоэза и числа ИЛ-7- чувствительных предшественников (Medina et al.,1994; Smithson et al.,1994). Обработка мышей дегидротестостероном приводит к редукции числа ИЛ-7-зависимых В-клеток предшественников (Smithson et al., 1998). Снижение продукции или функции андрогенов приводит к значительному снижению В-лимфопоэза, в том числе периферических В- клеток, что показано у кастрированных мышей, мышей с врожденной мутацией рецепторов андрогенов и у мышей с генетическим обусловленным дефицитом полового стерои-

догенеза (Smithson et al., 1994; Viselli et al., 1997). Исследо-

вания G. Smitson et al. (1995) показали, что половые гормоны влияют на ИЛ-7-чувствительные предшественники В

30