Функциональная активность альвеолярных макрофагов при алкогольном и аутоиммунном поражении головного мозга

Тютина Руслана Рафисовна, студентка Илаева Алия Гамилевна, студентка Латыпова Регина Айдаровна, студентка

К настоящему времени установлено изменение врожденного и адаптивного иммунитета при нарушении центральной нервной регуляции. Выявлено изменение содержания Т-лимфоцитов, антител и других показателей адаптивной иммунной системы при алкогольном повреждении головного мозга [3]. Доказано, что макрофаги играют двойственную роль в патогенезе самой частой аутоиммунной патологии головного мозга – рассеянного склероза. Они могут оказывать нейропротекторные эффекты, но также способствуют повреждению клеток головного мозга при выделении провоспалительных цитокинов [10]. Вместе с тем, механизмы врожденной иммунной защиты легких, в том числе активности альвеолярных макрофагов, при данных патологиях изучены не достаточно.

Цель исследования: изучение функциональной активности альвеолярных макрофагов при алкогольном и аутоиммунном поражении головного мозга у крыс.

Экспериментальное исследование проведено на 44 крысах-самцах массой 180-250 грамм. Эксперимент проводился с соблюдением требований Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, а также выводу их из эксперимента и последующей утилизации. Алкоголизм воспроизводили путем исключения воды из питьевого рациона и предоставления крысам (n=10) для питья 20% раствора этанола [1]. Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (ЭАЭ) моделировали путем подкожной инокуляции энцефалитогенной смеси с полным адъювантом Фрейнда [11]. В качестве контроля использовалось 25 интактных животных. Спустя 16 недель (хронический алкоголизм) или 3 недели (ЭАЭ) у всех крыс путем лаважа получали бронхо-альвеолярные смывы (БАС). Из клеточной взвеси, полученной после центрифугирования БАС готовили мазки методом окраски по Романовскому-Гимзе, в которых подсчитывали эндопульмональную цитограмму. Для определения поглотительной активности альвеолярных макрофагов подчитывали фагоцитарный индекс (ФИ) – процент фагоцитирующих клеток, и фагоцитарное число (ФЧ) – среднее число объектов фагоцитоза (дрожжей), поглощенное одной клеткой спустя 30 и 60 минут инкубации. При сопоставлении фагоцитарного числа 30-минутной и 120-минутной инкубации подчитывали индекс завершенности фагоцитоза (ИЗФ). Обработка статистических данных выполнена на основе пакета прикладных компьютерных программ «Microsoft Excel 2007» и «SPSS» for Windows. Достоверность отличий изучаемых параметров между группами оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия выборок считали статистически достоверными при уровне значимости p<0,05.

Результаты и обсуждение. В ходе экспериментальных исследований было выявлено, что моделирование алкоголизма у крыс сопровождалось увеличением количества альвеолярных макрофагов и снижением лимфоцитов, нейтрофилов по сравнению с контролем (р<0,05, табл. 1). При этом наблюдалось увеличение дегенеративных форм альвеолярных макрофагов в (р<0,05, табл. 1). По-видимому, появление дегенеративных клеток при приеме алкоголя можно объяснить тем фактом, что при данной интоксикации легкие подвергаются двоякому воздействию этанола – через центральную нервную систему и непосредственному. Доказана подверженность альвеолярных макрофагов дегенеративным изменениям при различных воздействиях [5]. Кроме того, установлено повреждающее действие алкоголя на мембраны клеток [6].

Таблица 1. Клеточный состав бронхо-альвеолярных смывов при алкоголизме и экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите

Примечание: *- достоверность различий по сравнению с контрольными значениями (р<0,05)

Изучение клеточного состава БАС при ЭАЭ выявило увеличение альвеолярных макрофагов на фоне снижения лимфоцитов и нейтрофилов против контрольных значений (р<0,05, табл. 1). Наблюдалось повышение содержания дегенеративных форм альвеолярных макрофагов в 36 раз (р<0,05, табл. 1). С нашими данными, отражающими высокую степень дегенерации этих клеток, согласуются результаты клинических исследований, выявивших изменения мембранных свойств фагоцитов у больных рассеянным склерозом [7]. Изучение поглотительной активности альвеолярных макрофагов в условиях экспериментального алкоголизма выявило снижение фагоцитарного индекса спустя 30 и 120 минут инкубации по сравнению с контролем (р<0,05, табл. 2). При этом уменьшалось число объектов фагоцитоза, поглощенное одной клеткой в течение 30 и 120 минут (р<0,05, табл. 2). Защитная роль фагоцитоза зависит от завершенности этого процесса, выявлено, что моделирование алкоголизма вызывало снижение ИЗФ у крыс (р<0,05, табл. 2).

Таблица 2. Параметры поглотительной активности альвеолярных макрофагов при моделировании алкоголизма и ЭАЭ

Примечание: * - достоверность различий по сравнению с контрольными значениями (р<0,05)

Учитывая, что головной мозг является одним из главных органов-мишеней при алкогольной интоксикации, прием этанола может приводить к нарушению центральной регуляции врожденного иммунитета легких [8]. Доказаны функциональные и структурные изменения при алкоголизме гиппокампа, гипоталамуса и других отделов ЦНС, участвующих в нейроиммунной регуляции организма. Установлено, что активация вышеперечисленных структур вызывает изменение неспецифической резистентности легких в эксперименте [3].

Влияние прямого влияния этанола на активность альвеолярных макрофагов включает несколько механизмов. Во-первых, показано, что хроническое употребление алкоголя уменьшает количество β-субъединиц гранулоцитарно– моноцитарного колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) в альвеолярных макрофагах, вызывая нарушение транскрипции фактора PU1 этих клеток. В результате наблюдается изменение клеточной адгезии, дефект FC-рецепторов фагоцитоза и снижение выработки ИЛ-12, ИЛ-18 альвеолярными макрофагами [12]. Во-вторых, этанол вызывает снижение внутриклеточного содержания цинка в макрофагах, при нормальном его сывороточном содержании. Учитывая, что цинк является важным кофактором для более, чем 300 ферментов, то его дефицит будет проявляться нарушением клеточной пролиферации, окислительно-восстановительного баланса и внутриклеточного гомеостаза [12]. В-третьих, алкоголь индуцирует уменьшение активности НАДФ-оксидазы и миелопероксидазы, что сопровождается сниженным образованием свободных кислородных радикалов [13].

Исследование фагоцитарной активности альвеолярных макрофагов при ЭАЭ выявило увеличение процента фагоцитирующих клеток спустя 30 и 120 минут инкубации против контрольных значений (р<0,05, табл. 2). При этом наблюдалось повышение фагоцитарного числа после 30 и 120 минут инкубации на фоне незавершенности фагоцитоза (р<0,05, табл. 2). Наши данные сопоставимы с результатами [9], выявившими увеличение растворимой формы молекулы CD-14, являющейся маркером активации макрофагов, в плазме крови у больных с различными формами рассеянного склероза. Кроме того, известно, что оптимальное функционирование фагоцитов, как и других клеток, определяется вязкостью их мембран, которая зависит от разных факторов, в том числе, от содержания холестерина в липидном бислое. Установлено снижение уровня холестерина в клеточных мембранах моноцитов периферической крови у больных рассеянным склерозом [7]. Учитывая, что до 70% альвеолярных макрофагов происходят из циркулирующих моноцитов периферической крови, можно предположить сниженное содержание холестерина и в альвеолярных макрофагах, вызывающее нарушение их функциональных свойств.

Выводы: выявлено увеличение количества альвеолярных макрофагов в бронхоальвеолярных смывах при алкогольном и аутоиммунном поражении головного мозга. Дизре-гуляторные изменения функциональной активности альвеолярных макрофагов, характеризующиеся снижением фагоцитарной активности при алкоголизме и её увеличением при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите, сопровождаются незавершенным фагоцитозом, что может приводить к высокой частоте пневмоний при данных патологиях.