Роль эндофрина в нейроэндокринной регуляции функций иммунной системы - Автореферат

Малоизученными остаются молекулярные и клеточные механизмы иммунорегуляторного действия b-эндорфина, связанные с эффектами данного гормона на процессы пролиферации, кооперации и дифференцировки клеток иммунной системы, продукцию ряда ключевых цитокинов (g-IFN, IL-4, IL-10, IL-12), являющихся маркерными для регуляторных Т-лимфоцитов 1 и 2 типа (Th1/Th2) и определяющих выбор типа иммунного ответа. В экспериментах in vivo и in vitro подтверждено, что основной мишенью b-эндорфина является гуморальное звено иммунного ответа, при этом выявлена зависимость эффектов b-эндорфина от фазы развития иммунной реакции. В клеточных культурах b-эндорфин стимулирует пролиферацию лимфоцитов и продукцию IL-4, не влияет на синтез IL-2 и IFN-g, при этом усиливает степень поляризации Т-хелперов в направлении Th2-клеток. Контролем для животных, получавших ?-эндорфин, служили мыши, которым вводили по той же схеме 0,9% NACL. ?-агонист DAGO ([d-Ala2,N-Me-Phe4,Gly5-ol]-энкефалин и ?-агонист DADLE ([d-Ala2,d-Leu5] - энкефалин) (Sigma, США) в диапазоне 10 - 0,0001 мкг/кг вводили по схеме аналогичной введению ?-эндорфина. В экспериментах in vitro использовали агонист ?,?-опиатных рецепторов ?-эндорфин в концентрациях 10-7-10-12М; меланотропин потенцирующий фактор (MPF) - фрагмент 88-91 ?-липотропина (Lys-Lys-Gly-Glu) в концентрациях 10-7-10-12М; ?-агонист опиатных рецепторов DAGO ([d-Ala2,N-Me-Phe4,Gly5-ol]-энкефалин) в концентрациях 10-7-10-12М; ?-агонист опиатных рецепторов DADLE ([d-Ala2,d-Leu5]-энкефалин) в концентрациях 10-7-10-12М; неселективный антагонист опиатных рецепторов налоксона гидрохлорид и селективный антагонист ?-рецепторов налтриндола гидрохлорид в концентрациях 10-6, 10-8, 10-10М; липополисахарид (ЛПС) Escherichia coli O26:B6 - 0,1 мкг/мл (Sigma, США), фитогемагглютинин (ФГА) - 1,25; 2,5; 5,0; 10,0; 20,0 мкг/мл (Sigma, США), диклофенак натрия (ДН) 25 мкг/мл, моноклональные анти-IL-1b антитела - 2 мкг/мл.Результаты проведенных исследований представлены в виде схемы возможного механизма влияния b-эндорфина на процессы иммуногенеза (рис. Следовательно, b-эндорфин является кофактором, опосредующим переключение дифференцировки Т-хелперов с Th1 на Th2 тип и играющим решающую роль при целом ряде иммунопатологических состояний, а иммуномодулирующие функции опиоидных пептидов могут представлять значительный терапевтический интерес.Подтверждена интегральная роль эндогенной опиоидной системы в нейроэндокринной регуляции иммуногенеза в норме, введении глюкокортикоидов и катехоламинов и в условиях стрессорного воздействия. Основные компоненты эндогенной опиоидной системы принимают непосредственное участие в активации иммунной системы при стрессе. Установлено, что в условиях блокады m, d-опиатных рецепторов в период индукции иммунного ответа повышается степень выраженности иммуносупрессивного действия гормонов стресса (глюкокортикоидов и катехоламинов) на антителогенез и регистрируется снижение степени выраженности угнетающего действия глюкокортикоидов на количество ядросодержащих клеток в регионарном лимфатическом узле.

Результаты проведенных исследований представлены в виде схемы возможного механизма влияния b-эндорфина на процессы иммуногенеза (рис. 22). Установлено, что b-эндорфин является важным фактором в поддержании внутреннего гомеостаза. Приведенные в данные, свидетельствуют о том, что b-эндорфин поддерживает гомеостаз иммунной системы через балансирование Th1 и Th2 ответа, смещая поляризацию Т-хелперов в сторону Th2-клеток, параллельно усиливая естественную резистентность. Следовательно, b-эндорфин является кофактором, опосредующим переключение дифференцировки Т-хелперов с Th1 на Th2 тип и играющим решающую роль при целом ряде иммунопатологических состояний, а иммуномодулирующие функции опиоидных пептидов могут представлять значительный терапевтический интерес.

Оценивая роль эндогенных нейропептидов в стрессиндуцированных изменениях иммунной системы необходимо отметить, что полученные данные прямо указывают на непосредственное участие эндогенных опиатов в активации иммунной системы. Направленность ряда физиологических эффектов эндогенных опиоидных пептидов при стрессе противоположна эффектам глюкокортикоидов и катехоламинов. Ранее глюкокортикоиды и катехоламины рассматривались исключительно как стрессреализующие факторы, в то же время их основная биологическая роль может заключаться в ограничении опасной для организма стрессиндуцированной активации иммунных процессов.1. Подтверждена интегральная роль эндогенной опиоидной системы в нейроэндокринной регуляции иммуногенеза в норме, введении глюкокортикоидов и катехоламинов и в условиях стрессорного воздействия. Основные компоненты эндогенной опиоидной системы принимают непосредственное участие в активации иммунной системы при стрессе.

2. Установлено, что в условиях блокады m, d-опиатных рецепторов в период индукции иммунного ответа повышается степень выраженности иммуносупрессивного действия гормонов стресса (глюкокортикоидов и катехоламинов) на антителогенез и регистрируется снижение степени выраженности угнетающего действия глюкокортикоидов на количество ядросодержащих клеток в регионарном лимфатическом узле.

3. Впервые показано, что b-эндорфин в высоких (100 мкг/мл) дозах угнетает, в низких (0,0005 мкг/кг) дозах стимулирует гуморальное звено иммунитета и при этом не влияет на степень выраженности реакции гиперчувствительности замедленного типа. В клеточных культурах b-эндорфин стимулирует пролиферацию лимфоцитов и продукцию IL-4, не влияет на синтез IL-2, IFN-g и при этом усиливает степень поляризации Т-хелперов в направлении Th2-клеток. Доминирующая роль в реализации стимулирующих эффектов b-эндорфина на пролиферацию и продукцию IL-4 принадлежит d-рецепторам.

4. Впервые обнаружена зависимость стимулирующего эффекта опиоидных пептидов на пролиферацию лимфоцитов и продукцию IL-4 от присутствия моноцитов в клеточной культуре.

5. Показано, что b-эндорфин стимулирует фагоцитарную активность клеток естественного иммунитета и оказывает модулирующее действие на цитокинпродуцирующую функцию моноцитов и нейтрофилов. В условиях блокады m, d-опиатных рецепторов отмены стимулирующего влияния b-эндорфина на продукцию IL-1b не наблюдается, при этом угнетение продукции IL-8 опиатными антагонистами отменяется.

Экспериментальные статьи

1. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Адренергическая регуляция пролиферативного ответа лимфоцитов в культурах с Т-клеточными митогенами // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1999. - Т. 128, № 8. - С. 207-209.

2. Шилов Ю.И., Гейн С.В, Черешнев В.А. Влияние блокады bb-адренергических рецепторов при стрессе на антителообразование, гиперчувствительность замедленного типа, функции фагоцитирующих клеток при локальной форме иммунного ответа // Russian Journal of Immunology. - 2001. - V. 6, № 3. - P. 301-308.

3. Гейн С.В., Симоненко Т.А., Черешнев В.А. Влияние b-эндорфина и селективного агониста m-опиатных рецепторов DAGO на пролиферативную активность лимфоцитов // Доклады академии наук. - 2003. - Т. 391, № 1. - С. - 127-129.

4. Гейн С.В., Симоненко Т.А., Тендрякова С.П. Влияние агонистов опиатных рецепторов на процесс антителообразования и гиперчувствительность замедленного типа при локальном иммунном ответе // Вестн. Пермск. университета. Серия Биолгия. - 2004. - Вып. 2. - С. 166-168.

5. Гейн С.В., Тендрякова Т.А. Иммуномодулирующие эффекты гидрокортизона и адреналина в условиях блокады опиатных рецепторов // Докл. Академии наук. - 2004. - Т. 399, ? 3. - С. 412-414.

6. Gein S.V., Simonenko T. A., Tendryakova S. P. The effects of rotation stress on measures of immunity. The role of opiate receptors // Neuroscience and Behavioral Physiology. - 2004. - V. 34, ? 9. - P. 935-938.

7. Гейн С.В., Баева Т.А. Роль опиоидных пептидов в регуляции пролиферации лимфоцитов и изменении Th1/Th2 цитокинового профиля // Проблемы эндокринологии. - 2005. - № 5. - С. 49-51.

8. Гейн С.В., Шаравьева И.Л, Баева Т.А., Тендрякова Т.А. Роль блокады различных типов опиатных рецепторов в регуляции иммуномодулирующих эффектов ротационного стресса // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2005. - № 3. - С. 70-73.

9. Гейн С.В., Баева Т.А., Гейн О.Н., Черешнев В.А. Роль моноцитов в реализации эффектов bэндорфина и селективных агонистов m- и d-опиатных рецепторов на пролиферативную активность лимфоцитов периферической крови // Физиология человека. - 2006. - Т. 32, № 3. - С. 111-116.

10. Гейн С.В., Шаравьева И.Л, Тендрякова Т.А. Роль d-опиатных рецепторов в регуляции гуморального и клеточноопосредованного иммунного ответа при ротационном стрессе // Доклады Академии наук. - 2006. - Т. 407, № 1. - С. 127-129.

11. Гейн С.В., Баева Т.А., Кичанова О.А. Влияние b-эндорфина на антителогенез и продукцию ИЛ-4 в условиях блокады опиатных рецепторов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2006. - Т. 142, № 8. - С. 192-195.

12. С.В. Гейн, Е.Г. Чижова, С.П. Тендрякова Влияние гидрокортизона и адреналина в условиях блокады m- и d-опиатных рецепторов на развитие локального иммунного ответа у мышей // Российский физиологический журнал им. Сеченова. - 2006. - Т. 92, № 7. - С. 827-834.

13. Горшкова К.Г., Гейн С.В., Тендрякова С.П. Роль бета-эндорфина в регуляции продукции IL-1b и IL-8 моноцитами и нейтрофилами периферической крови // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2006. - № 3-1(14). - С. 46-47.

14. Гейн С.В., Баева Т.А., Чижова Е.Г., Кичанова О.А., Шаравьева И.Л. Эндогенная опиоидная система и гормоны стресса в сочетанной регуляции иммунных реакции при остром стрессе // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2006. - № 3-1(14). - С. 38-40.

15. Гейн С.В., Горшкова К.Г., Тендрякова С.П.. Роль b-эндорфина в регуляции продукции провоспалительных цитокинов моноцитами периферической крови in vitro // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2007. - Т. 143, № 2. - С. 175-178.

Труды конференций

16. Shilov Ju.I., Gein S.V., Chereshnev V.A.. Adrenergic and CAMP-dependent regulation of mitogen-induced lymphocyte proliferative responses // Annual Meeting of AAAAI. J. Allergy and Clin. Immunol. - 1998. - V. 101, ? 1. - S. 38-38.

17. Gein S.V., Shilov Ju.I. Influence of stress on expression of immune reactions // Межд. конф. "Проблемы загрязнения окружающей среды-98". Москва, 1998. - С. 238-238.

18. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Влияние блокады бета-адренергических рецепторов и иммобилизационного стресса на реакции клеточноопосредованного и гуморального иммунитета // Научная сессия Пермской государственной медицинской академии. Пермь, 1998. - С. 68-68.

19. Гейн С.В., Шилов Ю.И. Адренергическая и ЦАМФ-зависимая регуляция пролиферативного ответа лимфоцитов в культурах с митогенами // Научная сессия Пермской государственной медицинской академии. Пермь, 1998. - С. 69-69.

20. Гейн С.В., Шилов Ю.И. Адренергическая и ЦАМФ-зависимая модуляция пролиферативного ответа лимфоцитов в культурах с митогенами // V Российский национальный конгресс "Человек и лекарство". Москва, 1998. - C. 330-330.

21. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Модуляция пропранололом стрессиндуцированных изменений иммунных реакций // Там же. - C. 340-340.

22. Гейн С.В., Шилов Ю.И., Черешнев В.А. Влияние адренергических соединений на пролиферативный ответ лимфоцитов // II-й Национальный конгресс Российской Ассоциации аллергологов и клинических иммунологов «Современные проблемы аллергологии, клинической иммунологии и иммунофармакологии». Москва, 1998. - С. 345-345.

23. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Влияние иммобилизационного стресса и блокады bb-адренергических рецепторов на антителообразование и реакции гиперчувствительности замедленного типа в регионарных лимфатических узлах и селезенке при подкожной иммунизации // Иммунология. - 1998. - № 6. - С. 25-26.

24. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Влияние адреналина и селективных антагонистов aa1- и aa2-адренорецепторов на пролиферативный ответ лимфоцитов периферической крови // Матер. III Всерос. научного Форума «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге». Медицинская иммунология. - 1999. - Т. 1, № 3-4. - С. 28-29.

25. Гейн С.В., Шилов Ю.И. Роль адренорецепторов в регуляции пролиферативного ответа лимфоцитов в культурах с Т-клеточными митогенами // Всероссийской научно-практической конференция "Актуальные вопросы эндокринологии". Пермь, 1999. - С. 101-102.

26. Шилов Ю.И., Гейн С.В., Орлова Е.Г., Черешнев В.А. Влияние блокады bb-адренергических рецепторов на иммунный ответ и функциональную активность фагоцитирующих клеток в условиях стресса // Аллергология и иммунология. - 2000. - Т. 1, № 2. - С. 116-117.

27. Шилов Ю.И., Гейн С.В. Иммуномодулирующие эффекты адренергических соединений в системах in vivo и in vitro // Труды российской научной конференции «Факторы клеточного и гуморального иммунитета при различных физиологических и патологических состояниях». Челябинск, 2000. - С. 134-135.

28. Кеворков Н.Н., Шилов Ю.И., Бахметьев Б.А., Ширшев С.В., Куклина Е.М., Гейн С.В., Сидоров Д.В., Заморина С.А., Орлова Е.Г., Лихачева Н.С., Груздева Е.А., Харитонова А.В. Нейроэндокринная регуляция некоторых функций фагоцитирующих и иммунокомпетентных клеток // Тез. докл. научной конференции «Актуальные проблемы фундаментальных исследований в области биологии и медицины». Санкт-Петербург, 2000. - С. 67-68.

39. Гейн С.В. Роль bb-адренергических механизмов в регуляции реакций клеточноопосредованного и гуморального иммунного ответа при стрессе // II конференция молодых ученых России с международным участием “Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины”. Москва. - Т. 1. - С. 191-191.

30. Гейн С.В., Симоненко Т.А., Тендрякова С.П., Шилов Ю.И. Влияние блокады d-,m-опиатных рецепторов при стрессе на показатели клеточноопосредованного, гуморального иммунитета в условиях развития локальной формы иммуного ответа // I конференция иммунологов Урала. Екатеринбург, Иммунология урала. - 2001. - №1. - С. 2-3.

31. Гейн С.В., Симоненко Т.А., Тендрякова С.П. Участие d-, m, k-опиатных рецепторов в развитии реакции гиперчувствительности замедленного типа и изменении числа антителообразующих клеток в модели принудительного головокружения // Труды международной научной конференции «Перспективы развития естественных наук в высшей школе». Пермь, 2001. - Т. 3. - С.120-124.

32. Гейн С.В., Симоненко Т.А., Тендрякова С.П. Роль d-,m-,k-опиатных рецепторов в регуляции функций иммунокомпетентных и фагоцитирующих клеток при стрессе // II конференция иммунологов Урала. Пермь, Иммунология Урала. - 2002. - №1. - С. 4.

33. Гейн С.В., Симоненко Т.А. Участие b-эндорфина и селективных лигандов d, m-опиатных рецепторов в регуляции пролиферативной активности лимфоцитов in vitro // III конференция иммунологов Урала. Челябинск, Иммунология урала. - 2003. - № 1. - С. 5.

34. Гейн С.В., Симоненко Т.А. Роль b-эндорфина и опиодных пептидов в регуляции пролиферации лимфоцитов и изменении Th1/Th2 цитокинового профиля // Матер. VIII Всерос. научного Форума с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге». Медицинская иммунология. - 2004. - V. 6, № 3-5. - P. 226-227.

35. Гейн С.В., Симоненко Т.А. Опиоидная регуляция пролиферативного ответа лимфоцитов in vitro // Rus. J. Immunol. - 2004. - V. 9, № 1. - P. 38-38.

36. Гейн С.В., О.Н. Гейн, Т.В. Гаврилова Механизмы стрессорных нарушений функций иммунной системы и их коррекция // XIX Съезд физиологического общества им. И.П. Павлова 19-24 сентября 2004. Тез. докл. - Российский физиологический журнал им. Сеченова. - 2004. - Т. 90, №8. - С. 106-107.

37. Гейн С.В., Чижова Е.Г. Влияние гидрокортизона на фоне блокады опиатных рецепторов на развитие локального иммунного ответа // IX международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология-наука XXI века». Пущино, 2005. - С. 174.

38. Гейн С.В., Баева Т.А. Роль опиодных пептидов в регуляции пролиферации лимфоцитов и изменении Th1/Th2 цитокинового профиля // Там же. - С. 69.

39. Баева Т.А., Гейн С.В., Шаравьева И.Л., Тендрякова С.П. Роль блокады различных типов опиатных рецепторов в регуляции иммуномодулирующих эффектов ротационного стресса // Международная конференция "Проблемы загрязнения окружающей среды-2005". Пермь, 2005. - С. 56.

40. Гейн С.В., Баева Т.А., Черешнев В.А. Лиганды опиатных рецепторов в регуляции пролиферативной активности лимфоцитов in vitro // Международная конференция "Проблемы загрязнения окружающей среды-2005". Пермь, 2005. - С. 94.

41. Шилов Ю.И., Шилов С.Ю., Ланин Д.В., Гейн С.В., Орлова Е.Г., Черешнев В.А. Адренергические механизмы регуляции иммунного ответа и функций неспецифических эффекторных клеток при стрессе // Матер. IX Всерос. научного Форума с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге». Медицинская иммунология. - 2005. - Т. 7, № 2-3. - С. 127-127.

42. Гейн С.В., Баева Т.А., Черешнев В.А. Роль моноцитов в опиатэргической регуляции процессов пролиферации лимфоцитов и цитокинового синтеза // Там же. - С. 110-110.

43. Гейн С.В., Баева Т.А., Черешнев В.А. Роль b-эндорфина в регуляции процессов пролиферации и продукции IL-4 лимфоцитами периферической крови in vitro // IV конференция иммунологов Урала. Уфа, Иммунология Урала. - 2005. - № 1 (4). - С. 4-5.

44. Гейн С.В., Чижова Е.Г., Тендрякова С.П. Влияние гидрокортизона на фоне блокады d-, m-опиатных рецепторов на иммунный ответ // Там же. - С. 5-6.

45. Гейн С.В., Горшкова К.Г. Влияние b-эндорфина на продукцию IL-1b, TNF-a, IL-6 моноцитами периферической крови // V конференция иммунологов Урала. Оренбург, Иммунология урала. - 2005. - № 1. - с. 6-7.

46. Gein S.V., Gorshkova K.G., Baeva T.A. b-endorphin-induced modulation of cytokine production by peripheral blood leukocytes // International symposium «Interaction of the nervous and immune systems in health and disease» Saint-Petersburg, 2007. - Р. 26-27.

Список основных сокращений

АКТГ - адренокортикотропный гормон

АОК - антителообразующая клетка

ГЗТ - гиперчувствительность замедленного типа

ЛПС - липополисахарид

ПОМК - проопиомеланокортин

РБТЛ - реакция бласттрансформации лимфоцитов

СНС - симпатическая нервная система

ФГА - фитогемагглютинин

ЦНС - центральная нервная система

ЯСК - ядросодержащая клетка

CD - маркеры дифференцировки лимфоцитов

DADLE - ?-агонист ([d-Ala2,d-Leu5] - энкефалин

DAGO - m-агонист ([d-Ala2,N-Me-Phe4,Gly5-ol]-энкефалин

IFN - интерферон

IL - интерлейкин

MPF - меланотропин потенцирующий фактор

TNF - фактор некроза опухоли