ФАКТОРЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ПРИ СУБКЛИНИЧЕСКОМ ВОСПАЛЕНИИ НА ФОНЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО МИКРОВОЛНОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Неспецифическая защита организма в существенной степени определяется состоянием врожденных механизмов, в частности, толл-подобными (TLR) и NOD-подобными рецепторами, обеспечивающими активацию внутриклеточных МАРК/SAPK-сигнальных путей [1, 12].

Известно, что острые инфекционно-воспалительные процессы в постклиническую стадию сопровождаются ослаблением организма со снижением неспецифической резистентности к воздействию инфекционных агентов, что сопровождается случаями повторных заболеваний и суперинфекцией [2]. В этих условиях особое значение имеет повышение напряженности соответствующих механизмов за счет стимулирования работы внутриклеточных молекулярных систем, регулирующих продукцию защитных факторов (иммуноглобулинов, комплемента, антимикробных пептидов и т.п.).

Результаты биофизических исследований указывают на важную  роль в  регуляции активности клеток низкоинтенсивного излучения частотой 1000 МГц, эффекты которого реализуются посредством активации водной компоненты внутренней среды организма [4, 5].

Цель исследования – оценка состояния механизмов неспецифической резистентности мононуклеарных лейкоцитов цельной крови в постклиническую стадию инфекционно-воспалительного процесса под влиянием микроволнового излучения частотой 1000 МГц.

Материалы и методы. В ходе одномоментного контролируемого двойного слепого исследования изучена внутриклеточная концентрация изоформы 1 и 2 фосфорилированной по тирозину / треонину в положении 183/185 c-jun-NH2 терминальной протеинкиназы JNK (JNK1/2), фосфорилированной по тирозину/треонину в положении 202/204 протеинкиназы ERK изоформы 1 и 2 (ERK1/2), фосфорилированной по треонину/тирозину в положении 180/182 протеинкиназы p38. Так же, в супернатанте клеток цельной крови оценивали концентрацию кателицидина (LL37) и липополисахарид-связывающего белка (ЛПСБ), а так же растворимых форм рецепторов TLR2, 4 и NOD2.

В ходе исследования производился забор венозной крови у 30 больных на 14-20 сутки нетяжелой внебольничной бактериальной пневмонии (ВП) (средний возраст обследуемых 22,1±5,7 лет) и 30 здоровых лиц в возрасте 23,1±5,5 лет. Образцы крови (2,0 мл) разделяли на  контрольную и основную группы (по 1,0 мл), помещали в стерильные флаконы со средой DMEM в соотношении 1:4 [6]. Образцы крови основной группы облучали в течение 45 минут аппаратом «Акватон-02» при выходной мощности излучения – 1 мкВт (плотность потока мощности 50 нВт/см2) [7]. Образцы инкубировали 24 часа при 37оС с последующим выделением мононуклеаров на градиенте фиколл-верографин и приготовлением клеточных лизатов.

Статистическая обработка результатов проводилась в программе STATISTICA 7.0. В процессе анализа рассчитывалось среднее значение изучаемого показателя (х), медиана (Ме), 1-й и 4-й квартили выборки (25q; 75q). Оценку статистической значимости (р) межгрупповых различий средних значений в независимых выборках проводили с помощью критерия χ2 Пирсона (в зависимых – с помощью критерия Вилкоксона).

Результаты исследования и их обсуждение. Уровень протеинкиназы JNK1/2 у здоровых лиц составил 1,53 (1,43; 1,6; 1,63) пг/мл, ERK1/2 – 1,78 (1,58; 1,77; 1,98) пг/мл, p38 0,58 (0,45; 0,54; 0,72) пг/мл. Концентрация ЛПСБ составила 1,98 (1,64; 1,8; 2,31) пг/мл, LL37 – 1,76 (1,66; 1,71; 1,86) пг/мл. Уровень TLR2 составил 1,02 (0,66; 0,97; 1,38) пг/мл, TLR4 – 0,74 (0,59; 0,64; 0,89) пг/мл. Уровень исследуемых факторов представлен в Табл.1.

Таблица 1  

Концентрация исследуемых факторов в группах (пг/мл)

Анализ результатов исследования показал, что постклиническая стадия ВП сопровождается увеличением содержания в клетках p38 на 45% (р=0,012), снижением ERK1/2 на 9,1% (р=0,048), а JNK1/2 на 5,8% (р=0,052). При этом ВП ассоциирован с повышением уровня TLR2, в среднем, на 26,5% (р=0,035), а TLR4 на 62,2% (р=0,027) и снижением уровня NOD2 на 3,3% (р=0,15), а так же ростом LL37, в среднем, на 3,0% (р=0,18) и снижением ЛПСБ на 3,8% (р=0,16).

Облучение способствовало увеличению содержания JNK1/2 в среднем на 5,8% (р=0,033). При этом рост концентрации данной киназы, входящей в диапазон 1 квартиля составил 7,0%, медианы выборки – 7,2%, 4-го квартиля – 4,8%. Влияние облучения на уровень ERK1/2 составило 6,7 (10,9; 6,8; 2,3)%; р=0,031, p38 – 15,5% (35,3; 34,1; 10,4)%; р=0,011. Так же отмечено повышение уровня TLR2, в среднем, на 10,0 (14,5; 8,7; 7,6)%;р=0,03, TLR4 на 12,0 (25,5; 13,3; 7,9)%; р=0,025; NOD2 на 0,9 (0,9; 0,7; 0,8)%; р=0,2, ЛПСБ на 4,3 (5,3; 4,2; 3,6)%; р=0,05, а LL37 на 4,4 (5,3; 3,8; 3,1)%; р=0,045.

Заключение. Анализ полученных результатов свидетельствует, о том, что микроволновое облучение клеточных культур оказывает стимулирующее влияние на неспецифическую резистентность клеток цельной крови, повышая экспрессию TLR4 и TLR2, а так же синтез эндогенных антимикробных пептидов. Указанные эффекты, очевидно, реализуются за счет активации МАРК/SAPK сигнального пути и транскрипционного фактора АР-1 [8-12, 14].

Список литературы

1.     Кокряков В.Н. Очерки о врожденном иммунитете. СПб.: Наука, 2006. 261 с.

2.     Лебедева М.Н., Грищенко А.В. Особенности течения повторных внебольничных пневмоний у военнослужащих по призыву // Военно-медицинский журнал. 2009. Т. 330. № 7. С. 24 – 28.

3.     Системные подходы в биологии и медицине (системный анализ, управление и обработка информации) / В.И. Стародубов и др. под ред. А.А. Хадарцева, В.М. Еськова, А.А. Яшина, К.М. Козырева. Тула: ООО РИФ «ИНФРА», 2008. 372 с.

4.     Бецкий О.В. Пионерские работы по миллиметровой электромагнитной биологии, выполненные в ИРЭ РАН // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. №8. С. 11-20.

5.     Молекулярные механизмы иммунореабилитации при использовании низкоинтенсивного СВЧ-излучения / И.В.Терехов, В.И.Петросян, Б.Л.Дягилев и др. // Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2011. Т.1. № 5. С. 34-37.

6.     Исследование возможности использования нетеплового СВЧ-излучения в реабилитационном периоде у больных внебольничной пневмонией / И.В. Терехов, К.А. Солодухин, В.С. Никифоров // Физиотерапевт. 2011. №4. С. 12-17.

7.     Способ терапевтического воздействия на биологические объекты электромагнитными волнами и устройство для его осуществления: пат. 2445134 Рос. Федерация: МПК: A61N500, A61N502/ Власкин С.В., Терехов И.В., Петросян В.И., Дягилев Б.Л., Дубовицкий С.А., Киричук В.Ф., Семиволос А.М. № 2010138921/14; заявл. 21.09.2010; опубл. 20.03.2012, Бюл. № 8. – 20 с. : ил.

8.     Влияние низкоинтенсивного СВЧ-облучения на внутриклеточные процессы в мононуклеарах при пневмонии / И.В. Терехов, К.А. Солодухин, В.С. Никифоров и др. // Медицинская иммунология. 2012. Т.14. №6. С. 541-544.

9.     Особенности биологического действия низкоинтенсивного СВЧ-излучения на продукцию цитокинов клетками цельной крови при внебольничной пневмонии / И.В. Терехов, К.А. Солодухин, В.О. Ицкович и др. // Цитокины и воспаление. 2012. Т.11. №4. С. 67-72.

10. Функциональное состояние клеток цельной крови при внебольничной пневмонии и его коррекция СВЧ- излучением / И.В. Терехов, А.А. Хадарцев, В.С. Никифоров и др. // Фундаментальные исследования. 2014. №10 (4). С. 737-741.

11. Продукция цитокинов клетками цельной крови реконвалесцентов внебольничной пневмонии под влиянием низкоинтенсивного СВЧ-облучения / И.В. Терехов, А.А. Хадарцев, В.С. Никифоров В.С. и др. // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2014. № 1. Публикация 2-57. Режим доступа: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4815.pdf. doi: 10.12737/5025.

12. Особенности биологического эффекта низкоинтенсивного СВЧ-облучения в условиях антигенной стимуляции мононуклеаров цельной крови / И.В. Терехов, К.А. Солодухин, В.С. Никифоров и др. // Физиотерапевт. 2013. №1. С. 26-32.

13. Thobe B.M., Frink M., Hildebrand F., Schwacha M.G., Hubbard W.J., Choudhry M.A., Chaudry, I.H. The role of MAPK in Kupffer cell toll-like receptor (TLR) 2-, TLR4-, and TLR9-mediated signaling following trauma- hemorrhage. J. Cell. Physiol., 2007; 210: 667–675. doi: 10.1002/jcp.20860.

14. Pearson G., Robinson F., Beers Gibson T., Xu B.E., Karandikar M., Berman K., Cobb M.H. Mitogen-activated protein (MAP) kinase pathways: regulation and physiological functions. Endocrine Reviews 2001; 22 (2): 153–83. doi:10.1210/er.22.2.153.