Клеточные иммунные реакции у женского населения Арктического региона

В северных регионах под воздействием дискомфортных климатических факторов, неблагоприятной климатоэкологической обстановки происходит перестройка некоторых параметров иммунного статуса. В период формирования и развития иммунной системы это приводит к задержке развития у детей, а у взрослого населения — к преждевременному старению. О. С. Морозова, Л. С. Щёголева и соавт. в статье «Клеточные иммунные реакции у женского населения Арктического региона» выявляют содержание фенотипов лимфоцитов и фагоцитарную активность нейтрофилов у женщин на Крайнем Севере.

Неблагоприятные природно-климатические условия Арктики способствуют появлению у северян синдрома полярного напряжения и гипоксического синдрома, для которых характерны окислительный стресс, недостаточность детоксикационных и выделительных процессов, расстройство северного типа метаболизма, иммунная недостаточность, полиэндокринные расстройства, гиперкоагуляция крови, метеопатия, десинхроноз, психоэмоциональное напряжение [1, 2].

Система дыхания чувствительна к влиянию суровых климатических условий Севера: низкие температуры воздуха, полярный день, полярная ночь, особый ветровой режим, обусловленный высокой скоростью движения воздуха, высокая относительная и низкая абсолютная влажность воздуха, резкие перепады температуры, атмосферного давления, воздействие циклонов и антициклонов, частые космические и геомагнитные возмущения, особый фотопериодизм [1, 3]. Длительное проживание в таких условиях может вызывать истощение адаптационных резервов организма, что увеличивает риск возникновения заболеваний, в том числе профессиональных [4–6]. Северные иммунодефициты развиваются не только у больных, но и у здоровых людей, способствуя снижению противоинфекционной защиты [7, 8].

Авторы отмечают, что о раннем сокращении резервов у человека на Севере свидетельствуют более высокий уровень заболеваемости, высокая частота распространённости дефектов иммунной защиты и связанных с ними заболеваний, значительное омоложение ряда болезней. Уровни некоторых нозологических форм болезней, формирование которых наиболее тесно связано с неблагоприятным климатом, чётко демонстрируют разницу в зависимости от степени дискомфортности (рахит, миопия, железодефицитная анемия) [9, 10].

В северных регионах происходит перестройка некоторых параметров иммунного статуса со снижением общей резистентности к микроорганизмам, с появлением гиперчувствительности различных типов и аутосенсибилизации. В период формирования и развития иммунной системы это приводит к задержке развития у детей, а у взрослого населения наблюдается преждевременное старение. Следовательно, изменения иммунной защиты связаны с сокращением резервных возможностей иммунной системы [9, 11, 12].

Также авторы фиксируют, что механизмы адаптации иммунной системы жителей севера взаимосвязаны со снижением клеточного и гуморального звеньев иммунитета, они компенсируются мобилизацией других систем организма, что чревато патологическими срывами [13, 14]. По результатам оценки уровней риска для здоровья, формируемых для населения Крайнего Севера, установлены неприемлемые показатели, обусловленные болезнями системы кровообращения, органов дыхания, взаимосвязанные с влиянием индекса нормальной эквивалентно-эффективной температуры [15–18].

Иммунная система целостно отражает состояние адаптивных механизмов, является диффузной, иммунокомпетентные клетки имеются во всех органах и тканях, их миграция, нахождение и функциональная активность зависят не только от степени их активизации и дифференцировки, но и от гемодинамики [19].

Исследование для данной работы было выполнено в лаборатории физиологии иммунокомпетентных клеток ИФПА ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН им. акад. Н. П. Лаверова (Архангельск). Проведено одномоментное обследование 60 условно здоровых женщин, проживающих на Крайнем Севере Российской Федерации в экспедиционных условиях. Средний возраст обследованных женщин — 47,76±0,94 года.

Женщин обследовали в 9–10 ч утра, натощак. Согласно анкетным данным, все обследуемые женщины имеют оседлый образ жизни, характер питания — смешанная пища.

Ограничения для участия в исследовании строго соблюдались и были перечислены в анкете:

• отсутствие острых и хронических заболеваний на момент обследования по данным медицинской карты поселкового участкового врача;
• отсутствие вредных привычек;
• отсутствие онкопатологии.

Кроме того, предполагалось обследовать иммунный статус трудоспособных женщин от 39 до 59 лет с целью получения прогноза о состоянии здоровья женщин указанной возрастной категории, проживающих в экстремальных условиях севера. Анкета включала вопросы о наличии образования у обследованных (среднее специальное, высшее), уровне материального благосостояния (низкий, средний, высокий), вопросы, касающиеся стажа работы, места работы, семейного положения, возраста, пола, характера питания, отсутствия хронических заболеваний, отсутствия вредных привычек.

Определяли концентрацию в периферической крови лимфоцитов с фенотипами CD3+, CD5+, CD8+, CD10+, CD16+, CD71+, HLADR+ с помощью непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием моноклональных антител. При определении фагоцитарной активности гранулоцитов и фагоцитарного числа использовали латекс, активность клеток считали в процентах, интенсивность фагоцитоза — по фагоцитарному числу (количество латексных частиц, поглощённых одним нейтрофилом, на 100 клеток). Фагоцитарную активность и интенсивность фагоцитоза определяли с помощью тест-набора. Количество клеток подсчитывали в мазках крови с помощью иммерсионной микроскопии при увеличении ×100.

Для каждого указанного иммунологического показателя представлены параметры описательной статистики: среднее арифметическое значение (М), стандартная ошибка среднего (m). Взаимосвязь изучаемых показателей определяли с помощью непараметрического корреляционного анализа с применением коэффициента Спирмена (r). Процент дисбалансов иммунологических показателей рассчитывали по данным частоты встречаемости повышенных и пониженных концентраций с учётом пределов физиологического содержания [20].

В результате проведённое комплексное иммунологическое исследование показало, что общее количество зрелых Т-лимфоцитов CD3+ и CD5+ в среднем составляет 0,47±0,02 и 0,48±0,02×109/л соответственно, что гораздо ниже общепринятых физиологических норм (1,0–1,5×109/л и 1,5–2,5×109/л). Дефицит содержания указанных клеток наблюдается у 95,00±1,61 и 96,66±1,63 % обследованных женщин.

Пролиферативная активность — у верхней границы пределов содержания, средний показатель клеток CD10+ — 0,47±0,02×109/л, у 21,66±0,77 % женщин показатель CD10+ выше физиологической нормы.

Следует отметить, что для 53,33±1,20 % пациентов характерно высокое количество цитотоксических клеток CD8+, в среднем показатель составляет 0,49±0,03×109/л, что превышает общепринятые физиологические нормым(0,2–0,4×109/л).

При анализе содержания натуральных киллеров CD16+ отмечено высокое количество клеток, в среднем — 0,53±0,03×109/л, что выше общепринятых физиологических норм (0,25–0,5×109/л). У 48,33±1,14 % женщин среднее содержание CD16+ находится также выше общепринятых физиологических значений. Следует отметить, что повышенное содержание CD16+ ассоциировано со снижением количества Т-клеток CD3+ и CD5+.

В ходе корреляционного анализа определены сильные положительные связи между клетками CD16+ и CD10+ (r=0,63; p <0,05); CD8+ и CD10+ (r=0,69; p <0,05); CD8+ и CD16+ (r=0,46; p <0,05). Отмечена прямая корреляционная зависимость между цитотоксическими клетками и CD5+ (r=0,68; p <0,05), цитотоксическими клетками и CD3+ (r=0,47; p <0,05). Отмечено низкое число клеток с рецептором к трансферрину (CD71+) — 0,49±0,02×109/л (0,5–1,0×109/л). У 51,66±1,19 % пациенток отмечено снижение показателя относительно нормативных значений.

Наблюдается снижение числа активированных лимфоцитов (HLADR+) у 23,33±0,80 % женщин. Среднее содержание HLADR+ находится на нижней границе физиологической нормы (0,5–0,9×109/л) и составляет 0,46±0,02×109/л. Отмечена сильная корреляционная зависимость между CD71+ и CD16+ (r=0,85; p <0,05), между CD71+ и CD8+ (r=0,65; p <0,05).

Фагоцитарная активность у женщин находится на нижней границе пределов физиологических колебаний (<50 %) и равняется 52,10±1,04 %. В то же время у 20,00±0,73 % женщин наблюдается снижение показателя. Фагоцитарное число равняется 5,03±0,14 микроорг./кл., в пределах физиологических колебаний (1–8 микроорг./кл.).

Полученные данные указывают на снижение резервных возможностей иммунного гомеостаза, а также на риск возникновения вторичного экологически зависимого иммунодефицита. Кроме того, высокие концентрации клеток CD8+ у обследованных указывают на использование резервных возможностей организма. Дефицит активности реакций иммунокомпетентных клеток ассоциируется со снижением эффективности защиты. Это распространяется не только на воспалительные и дегенеративные процессы, но характерно и для иммунных реакции при интоксикации, стрессовых расстройствах [13, 19, 21].

Активность рецептора к трансферрину у 51,66±1,19 % женщин резко увеличивается при повышенной потребности внутриклеточного железа, тканевой гипоксии, в условиях недостаточности энергетического ресурса клетки, при регулировании роста клетки [22, 23]. В различных процессах лимфоциты сами начинают производить трансферрин (CD71+) или утилизируют железо трансферрин-независимым путём [13, 19].

Фагоцитарная активность нейтрофилов у жителей Крайнего Севера снижена. Фагоцитоз является самым древним в филогенетическом отношении механизмом защиты, минимальный уровень активности фагоцитов — 50 %. У 20,00±0,73 % людей наблюдается снижение показателя ниже 50 %, что характерно для жителей Крайнего Севера. В иммунном ответе всё начинается и заканчивается фагоцитозом: фагоциты распознают чужеродные антигены, представляют их антиген-реактивным клеткам, а при завершении иммунной реакции уничтожают продукты деградации комплексов «антиген — антитело» [16]. Снижение фагоцитарной защиты имеет значение в развитии хронического воспаления, аутоиммунной патологии [14].

В результате авторы отмечают, что проведённое исследование иммунных реакций практически здоровых женщин, проживающих на Крайнем Севере Российской Федерации, показало, что их клеточный иммунитет характеризуется как напряжённый и определяется выраженным дефицитом Т-клеток с маркерами CD3+, CD5+ в 95–97 % случаев. Низкое содержание указанных клеток в периферической крови обследуемых ассоциировано с дефицитом содержания Т-клеток с маркерами CD71+ — до 50 % случаев. Полученные данные свидетельствуют о том, что дефицит всей Т-клеточной популяции CD5+, а также дефицит зрелых функционально активных Т-лимфоцитов CD3+ определяются повышенным уровнем активности лимфопролиферации CD10+ на фоне недостаточной активности клеток с рецепторами к трансферрину CD71+, что косвенно свидетельствует о возможной тканевой гипоксии у женщин Арктического региона. В то же время у обследуемых лиц выявлены повышенные уровни содержания цитотоксических клеток CD8+, CD16+ в 1,5–2 раза на фоне недостаточной активности процессов фагоцитоза в 20–53 % случаев.

Выявленная недостаточная активность Т-лимфоцитов с одновременным увеличением концентрации цитоксических клеток и натуральных киллеров указывает на напряжение в иммунной системе и сокращение резервных возможностей иммунного гомеостаза. Дефицит фагоцитарной активности ассоциирован с повышенным уровнем лимфопролиферации CD10+ и частотой его распространения, что может способствовать развитию вторичных экологически зависимых иммунных дисбалансов.

Полученные результаты дополняют современные представления о физиологических механизмах у лиц, проживающих на севере Европейской территории Российской Федерации, и способствуют развитию адаптационной физиологии, а также открывают новые перспективы в развитии фундаментальной физиологической науки.