Иммунные механизмы эмоционального стресса

С позиции теории функциональных систем формируется в конфликтных ситуациях, в которых субъекты остро или хронически ограничены в достижении полезных для них приспособительных результатов – избегания конфликтной ситуации.

В последние годы иммунным факторам уделяется все большее внимание в изучении механизмов эмоциональных стрессов [42]. При стрессорных реакциях в крови выявлены антитела к нейромедиаторам, нейропептидам и их рецепторам.

Согласно современным данным антитела из крови в ткань мозга практически не поступают, так же как в норме тканевые антигены мозга не поступают в кровяное русло. Однако гематоэнцефалический барьер существенно нарушается при стрессорных воздействиях и различных экстремальных состояниях организма, при старении и т.д. Нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера при эмоциональном стрессе показано в ряде исследований [60]. Установлено, что преходящее повышение артериального давления в течение одной минуты при инъекции адреналина вызывает повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера для антител класса G, в результате чего они обнаруживаются в паренхиме мозговой ткани [67]. Кроме того, как указывалось ранее, проникновение полипептидов из периферического кровотока в мозговую ткань может иметь место в циркумвентрикулярных структурах, лишенных гематоэнцефалического барьера [61]. Наряду с этим при эмоциональном стрессе в головном мозге активируется иммунный механизм, стимулируемый нервным и гуморальными влияниями, поступающими с периферии [69].

Нами проведены специальные исследования, направленные на выяснение участия иммунных факторов в механизмах эмоционального стресса.

Крыс Вистар иммунизировали коньюгатами нейромедиаторов глутамата (Глу), дофамина (ДА) и серотонина (5-ГТ) с БСА. Стрессорную нагрузку осуществляли посредством иммобилизации крыс на платформе в течение 1 ч со стохастическим умеренным электрокожным раздражением силой тока по порогу вокализации. Через 1 ч после окончания стрессорного воздействия у крыс в плазме крови определяли титр антител к соответствующему нейромедиатору. После декапитации у крыс забирали органы-маркеры (надпочечники, тимус, селезенку) и оценивали язвообразование слизистой оболочки желудка. Уровень антител в плазме крови исследовали методом твердофазного иммуноферментного анализа. В качестве тест-антигена использовали коньюгат ДА, Глу или 5-ГТ на гетерологическом белковом носителе - гамма-глобулине лошади, синтезированном по методике [13].

У крыс оценивали характер поведения в открытом поле до и после иммунизации и однотипной стрессорной нагрузки. Двигательную активность крыс в открытом поле регистрировали по показателям количества пересеченных периферических и центральных квадратов, количества периферических стоек, латентного времени выхода в центральную зону поля. Исследовательскую активность животных определяли по количеству исследованных объектов. В открытом поле регистрировали эмоциональные реакции животных по количеству фекальных болюсов, уринаций, по времени и характеру груминга. Уровень двигательной и исследовательской активности крыс в открытом поле оценивали по суммарному критерию активности крыс, рассчитанному как сумма пересеченных животными центральных и периферических квадратов, исследованных объектов и количества стоек в центральной и периферической зонах открытого поля. Значения суммарного критерия активности менее 80 характеризовали как пассивное поведение крысы, а значения выше 120 – как активное.

Ранее в специальных исследованиях нами было показано [21], что поведенчески активные в открытом поле крысы более устойчивы к последующей острой стрессорной нагрузке по сравнению с поведенчески пассивными в этих условиях животными, которые в условиях однотипной стрессорной нагрузки демонстрируют нарушения сердечно-сосудистых функций вплоть до гибели [42]. Все это позволило рассматривать крыс, поведенчески активных в открытом поле, как прогностически устойчивых, а крыс, поведенчески пассивных - как прогностически предрасположенных к однотипным стрессорным нагрузкам.

Как показали проведенные нами исследования, иммунизация крыс конъюгатом Глу-БСА на 30-й день после начала иммунизации приводила к возрастанию в плазме крови антител к Глу. Различий по уровню антителопродукции между поведенчески активными в открытом поле крысами и пассивными выявлено не было. Проведенные опыты показали, что иммунизация крыс коньюгатом Глу-БСА как у поведенчески активных в открытом поле крыс, так и у пассивных животных не влияла на уровень двигательной и исследовательской активности крыс в тесте открытого поля после иммобилизационной стрессорной нагрузки.

При иммунизации крыс коньюгатом ДА-БСА на 23-й день после начала иммунизации в плазме крови также наблюдалось возрастание титра антител к ДА. Различий по интенсивности антителопродукции между активными в открытом поле крысами и пассивными также выявлено не было. Однако иммунизация крыс коньюгатом ДА-БСА сопровождалась у поведенчески пассивных крыс возрастанием двигательной и исследовательской активности в открытом поле после иммобилизационной стрессорной нагрузки, что косвенно указывало на возрастание их прогностической устойчивости к эмоциональному стрессу.

Иммунизация крыс коньюгатом 5-ГТ – БСА через 23 дня после начала иммунизации также сопровождалась возрастанием в плазме крови активных и пассивных животных антител к серотонину. Различий в выраженности антителопродукции между активными и пассивными животными также не было обнаружено. Тем не менее, после иммунизации крыс коньюгатом 5-ГТ-БСА как у исходно активных в открытом поле крыс, так и у исходно пассивных в открытом поле крыс наблюдалось угнетение их поведенческой активности в открытом поле [49]. Это косвенно указывало на снижение прогностической устойчивости этих животных к эмоциональному стрессу.

В специальных опытах мы исследовали динамику содержания дофамина в дорсальном гиппокампе в условиях иммобилизационной стрессорной нагрузки у крыс после их иммунизации коньюгатами ДА с БСА.

Через 23 дня после начала иммунизации крыс коньюгатом ДА-БСА крысам под хлоралгидратным наркозом в дорсальный гиппокамп вживляли микродиализные зонды. Схема эксперимента включала в себя последовательный сбор восьми 20ти минутных диализатов, из которых первые два собирали в исходном, спокойном состоянии животных до стрессорной нагрузки. В начале сбора третьего диализата животных фиксировали на платформе. Третий, четвертый и пятый диализаты собирали во время стрессорной нагрузки. После освобождения от фиксации у крыс собирали шестой, седьмой и восьмой диализаты. Через час после окончания стрессорной нагрузки крыс декапитировали и брали кровь для определения содержания антител к дофамину.

Содержание дофамина (ДА) в диализатах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией [50].

Результаты измерения содержания ДА в дорсальном гиппокампе показали, что у иммунизированных коньюгатом ДА-БСА крыс в условиях стрессорной реакции при иммобилизации наблюдается возрастание его содержания в дорсальном гиппокампе по сравнению с контрольными животными. У иммунизированных коньюгатом крыс, исходно активных в открытом поле, обнаружен более выраженный прирост содержания ДА в дорсальном гиппокампе в условиях стрессорной нагрузки по сравнению с неиммунизированными активными крысами. Концентрация ДА в дорсальном гиппокампе крыс исходно пассивных в открытом поле, иммунизированных коньюгатом ДА-БСА, была достоверно выше, чем у контрольных, неиммунизированных, пассивных по поведению в открытом поле крыс.

В серии опытов изучали содержание про- и антивоспалительных цитокинов в плазме крови крыс с различной прогностической устойчивостью к однотипным стрессорным нагрузкам. По результатам тестирования в открытом поле также предварительно определяли группы крыс активных и пассивных по поведению в открытом поле. Крыс обеих групп подвергали часовой иммобилизационной стрессорной нагрузке фиксацией за лапы на платформе с умеренным стохастическим электрокожным раздражением силой по порогу вокализации. Через 1 после окончания стрессорной нагрузки крыс забивали декапитацией и брали кровь для анализа продукции цитокинов.

Обнаружено, что после однотипной стрессорной нагрузки активные по поведению в открытом поле крысы характеризуются более высоким содержанием в плазме крови фактора некроза опухоли-альфа и тенденцией к низкому содержанию интерлейкина-4 по сравнению с пассивными животными. Разнонаправленные изменения уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у млекопитающих при стрессорных воздействиях были обнаружены и в работах других исследователей [66].

В отдельной серии опытов у крыс в тесте условно рефлекторного пассивного избегания электрокожного раздражения (УРПИ) исследовали влияние иммунизации коньюгатами нейромедиаторов ДА и Глу с БСА. Тестирование крыс проводили по методике [12]. Клетка была разделена на светлый и темный отсеки. При первом тестировании после помещения крысы в светлый отсек регистрировали время их перехода в темный отсек, в котором им предъявляли электрокожное раздражение. Через 72 часа снова регистрировали латентное время результативного перехода крыс в темный отсек. При тестировании контрольных, неиммунизированных, крыс время перехода возрастало при повторном тестировании. При иммунизации крыс коньюгатом ДА-БСА латентный период перехода в темный отсек при первом тестировании по сравнению с контрольными, неиммунизированными, крысами не изменился. При тестировании через 72 часа латентный период перехода в темный отсек у иммунизированных крыс достоверно сократился по сравнению с контрольными, неиммунизированными, крысами.

При иммунизации крыс коньюгатом Глу-БСА при первом тестировании также не было отмечено различий в длительности латентного периода перехода в темный отсек между контрольными и иммунизированными крысами. При тестировании через 72 часа было обнаружено, что латентный период перехода в темный отсек у иммунизированных коньюгатом Глу-БСА крыс был также достоверно короче, чем у неиммунизированных животных.

Таким образом, иммунизация крыс коньюгатами Глу-БСА и ДА-БСА приводила к угнетению механизма предвидения избегания повреждающего результата поведения – электрокожного раздражения. Коньюгаты ДА-БСА и Глу-БСА различно влияют на прогностическую устойчивость крыс к однотипным стрессорным нагрузкам. После однотипных стрессорных нагрузок у крыс прогностически устойчивых и предрасположенных к эмоциональному стрессу различно изменяется содержание про- и антивоспалительных цитокинов в крови.

В специальных опытах мы исследовали действие иммунных факторов на активность нейронов дорсального гиппокампа. Выявлено, что как у прогностически устойчивых к эмоциональному стрессу крыс, так и у животных, предрасположенных к стрессорным нагрузкам, около 50% нейронов дорсального гиппокампа изменяли характер импульсной активности при микроионофоретическом подведении к ним интерлейкина-2.

Среди нейронов, изменявших частоту разрядной деятельности при действии интерлейкина-2, у прогностически устойчивых к эмоциональным нагрузкам животных преобладали нейроны, отвечавшие активацией разрядной деятельности, а у прогностически предрасположенных  торможением.

Показано участие интерлейкина-2 в реакциях нейронов отдельных структур головного мозга у крыс с прогностически различной устойчивостью к эмоциональному стрессу на микроионофоретическое подведение нейромедиатора норадреналина.

У крыс, поведенчески активных и пассивных в открытом поле, обнаружено различное влияние микроионофоретического подведения цитокина интерлейкина-2 к нейронам дорсального гиппокампа на их реакцию на норадреналин.

При сравнении характера реакций изученных нейронов дорсального гиппокампа на микроионофоретическое подведение норадреналина до и после микроионофоретического подведения интерлейкина-2 обнаружено, что как у устойчивых, так и у предрасположенных к эмоциональному стрессу крыс, изменение реакции на норадреналин наблюдается только у тех нейронов дорсального гиппокампа, которые в исходном состоянии на норадреналин отвечали активацией разрядной деятельности.

Выявлено, что как у прогностически устойчивых к эмоциональному стрессу крыс, так и у прогностически предрасположенных животных, исходная реакция большинства изученных нейронов дорсального гиппокампа, отвечавших исходно на микроионофоретическое подведение норадреналина активацией разрядной деятельности, после подведения интерлейкина-2 изменялась на тормозную.

Острое стрессорное воздействие изменяло характер взаимодействия интерлейкина-2 с норадреналином на нейронах дорсального гиппокампа.

Как у устойчивых, так и у предрасположенных у эмоциональному стрессу крыс, после острого стрессорного воздействия у подавляющего большинства изученных нейронов дорсального гиппокампа (80%), отвечавших на подведение норадреналина активацией, после действия интерлейкина-2 эта реакция сохранилась. У 20% изученных нейронов дорсального гиппокампа крыс, подвергшихся острому стрессорному воздействию, исходная реакция активации на норадреналин после микроионофоретического подведения интерлейкина-2 сменилась на тормозную.

После иммобилизационного стрессорного воздействия у прогностически устойчивых животных, исходная реакция активации на норадреналин после микроионофоретического подведения интерлейкина-2 усиливалась, а у прогностически предрасположенных  наоборот, уменьшалась.

В опытах С.С. Перцова и А.Ф. Мещерякова [31, 72]показано действие мелатонина  эпифизарного нейрогормона с выраженными иммуномодуляторными свойствами  на импульсную активность нейронов латерального гипоталамуса у крыс с различной прогностической устойчивостью к однотипным стрессорным нагрузкам. Обнаружено, что мелатонин при микроионофоретическом подведении к нейронам латерального гипоталамуса крыс тормозит спонтанную импульсную активность большинства этих нейронов. Мелатонин блокировал активационные реакции нейронов латерального гипоталамуса на подведение норадреналина.

Микроионофоретическое подведение мелатонина после стресса иммобилизации с одновременным электрокожным раздражением, наоборот, приводило к активации нейронов латерального гипоталамуса. После иммобилизации крыс с одновременным электрокожным раздражением наблюдалось увеличение числа нейронов латерального гипоталамуса, не отвечающих на норадреналин после микроионофоретического подведения мелатонина. Выявленные изменения хемочувствительности нейронов латерального гипоталамуса к мелатонину и норадреналину были наиболее выражены у прогностически устойчивых к однотипной стрессорной нагрузке крыс по сравнению с предрасположенными животными [31].