Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Бондарь С.С. 1 Терехов И. В. 1

---

1 ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет»

В исследовании обсуждается содержание в мононуклеарных лейкоцитах (МНК) ключевых компонентов IL1/TOLL-сигнальных путей, в частности адапторных молекул и сигнальных трансдукторов у практически здоровых лиц и пациентов, перенесших внебольничную пневмонию, на фоне облучения цельной крови низкоинтенсивным микроволновым излучением частотой 1 ГГц. Показано, что в МНК у пациентов, перенесших острый инфекционно-воспалительный процесс, отмечается дефицит TIRAP, IRAK1, TRAF3, сопровождающийся повышением уровня TAB1. Однократное воздействие на клетки низкоинтенсивных микроволн частотой 1 ГГц сопровождается повышением содержания в МНК указанных факторов, в особенности TRAF3 и TRAM.

Статья в формате PDF

1415 KB

неспецифическая резистентность

врожденный иммунный ответ

пневмония

IL1/TOLL-сигнальный путь

адапторные протеины

TRAF3

TRAM

1. Бецкий О.В., Кислов В.В., Лебедева Н.Н. Миллиметровые волны и живые системы. – М: Сайнс пресс, 2004. – 272 с.

2. Бондарь С.С. Состояние JAK/STAT/SOCS-сигнального пути в агранулоцитах при субклиническом иммуновоспалительном процессе и его коррекция аппаратом низкоинтенсивной (нетепловой) ультравысокочастотной терапии «Акватон» // Научный альманах. – 2015. – № 11-4 (13). – С. 29–32.

3. Влияние сверхвысокочастотного излучения нетепловой интенсивности на выраженность адреналинового отека легких и выживаемость крыс в эксперименте / И.В. Терехов, М.С. Громов, М.А. Дзюба и др. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 1. – С. 117–122.

4. Еськов В.М., Зилов В.Г., Хадарцев А.А. Новые подходы в теоретической биологии и медицине на базе теории хаоса и синергетики // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2006. – Т. 5. № 3. – С. 617–622.

5. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. – СПб: ООО «Издательство Фолиант», 2008. – 552 с.

6. Терехов И.В., Бондарь С.С. Особенности биологического действия низкоинтенсивного СВЧ-излучения на состояние противовирусной защиты клеток цельной крови при внебольничной пневмонии и у здоровых лиц // Вестник новых медицинских технологий. – 2015. – Т. 22. № 2. – С. 55–60.

7. Метаболические эффекты низкоинтенсивной дециметровой физиотерапии при артериальной гипертонии / А.В. Логаткина, С.С. Бондарь, И.В. Терехов, А.А. Собченко // Вестник новых медицинских технологий. – 2015. – Т. 22. № 2. – С. 71–77.

8. Морозов В.Н., Хадарцев А.А. К современной трактовке механизмов стресса // Вестник новых медицинских технологий. – 2010. – Т. 17. № 1. – С. 15–17.

9. Петросян В.И. Резонансное излучение воды в радиодиапазоне // Письма в ЖТФ. – 2005. – Т. 31, вып. 23. – С. 29–33.

10. Саногенез с клеточных позиций / Н.А. Фудин, В.Н. Кидалов, Э.М. Наумова, Б.Г. Валентинов // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2015. № 4. Публикация 2-15. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2015-4/5316.pdf (дата обращения: 30.11.2015). DOI: 10.12737/17081.

11. 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.

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

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

14. Хадарцев А.А. Биофизикохимические процессы в управлении биологическими системами // Вестник новых медицинских технологий. – 1999. – Т. 6. № 2. – С. 34–37.

15. Akira S., Uematsu S., Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 2006. 124:783–801.

16. Essential role of IRAK-4 protein and its kinase activity in Toll-like receptor-mediated immune responses but not in TCR signaling / T. Kawagoe, S. Sato, A. Jung et al. // The Journal of Experimental Medicine. 2007. 204 (5): 1013–24. doi:10.1084/jem.20061523.

17. Functions and regulation of nf-kappab rela during pneumococcal pneumonia / L.J. Quinton, M.R. Jones, B.T. Simms et al. // J. Immunol. 2007, Vol. 178. №3. P. 1896–1903.

18. IRAK-4: a novel member of the IRAK family with the properties of an IRAK-kinase. / S. Li, A. Strelow, E.J. Fontana, H. Wesche // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2002. 99 (8): 5567–72. doi:10.1073/pnas.082100399.

19. TLR-signaling Networks: An Integration of Adaptor Molecules, Kinases, and Cross-talk / J. Brown, H. Wang, G.N. Hajishengallis et al. JDR. 2011. 90 (4): 417–427.

20. Zarubin T., Han J. Activation and signaling of the p38 MAP kinase pathway. Cell. Res. 2005; 15(1): 11.

Играя важную роль в развитии врожденных механизмов иммунного ответа, в частности, в неспецифической защите организма от разнообразных инфекционных агентов, IL-1/TOLL-сигнальный путь обеспечивает рецепцию потенциально патогенных для организма компонентов с последующим запуском саногенетического ответа [5, 10, 15]. Проводя сигналы от паттерн-распознающих рецепторов, в частности, толл-подобных рецепторов – TLR, распознающих различные по своей химической природе паттерны патогенности, IL-1/TOLL-сигнальный путь обеспечивает активацию механизмов врожденного иммунного ответа, в частности, инициацию ответа острой фазы [5, 15, 19]. Кроме того, данный сигнальный путь играет определяющую роль в реактивности клеток цельной крови в отношении цитокинов семейства интерлейкина-1 (ИЛ-1, ИЛ-18, ИЛ-33) [5].

Ключевыми компонентами рассматриваемого молекулярного каскада являются адапторные протеины, непосредственно связанные с соответствующими рецепторами, из семейства ИЛ-1 и TLR. В частности, такими протеинами являются MyD88, TIRAP, TRAM, а так же ряд других молекул [15, 19]. Основную роль в передаче сигнала с рецептора внутрь клетки играют MyD88/TIRAP, обеспечивающие непосредственную активацию внутриклеточных молекулярных каскадов, приводящую в итоге к активации транскрипционного фактора NF-κB [16, 17, 19]. В месте с тем, противовирусный ответ обеспечивается за счет функционирования адапторного протеина TRAM, способного активировать интерферон-регулируемые транскрипционные факторы, в частности, IRF3 и IRF7, запуская продукцию клетками интерферонов (ИФН) I типа [5, 16].

В реализации механизмов активации клеточной реактивности на компоненты инфекционных агентов, а так же цитокины большое значение играют молекулы, активируемые адапторными протеинами, способные непосредственно активировать эффекторные внутриклеточные механизмы. Такими факторами, в рассматриваемом сигнальном пути, в частности, являются протеинкиназы IRAK1, IRAK4, TRAF3 [16, 17].

Активность процессов саногенеза, в частности, благоприятный исход острой инфекционной патологии находится в зависимости от состояния IL-1/TOLL-сигнального пути, обеспечивающего проведение информационного сигнала цитокинов, компонентов патогенов до исполнительного аппарата клетки, активирующих ответ острой фазы [5, 17].

При этом воздействие на организм достаточно мощных стрессоров, в частности, компонентов патогенных микроорганизмов и вирусов, зачастую приводит к дизрегуляции внутриклеточных молекулярных механизмов саногенеза, что определяет необходимость поиска новых факторов, способных стимулировать восстановление нормальных межмолекулярных взаимодействий [4, 6, 10, 14]. Одним из таких факторов является низкоинтенсивное электромагнитное излучение (ЭМИ) крайневысокочастотного и сверхвысокочастотного диапазона [1, 2, 13, 14]. В частности, ЭМИ частотой 1 ГГц (микроволновый диапазон частот) проявляет выраженную биотропную активность, способствуя нормализации иммуноэндокринных взаимосвязей при острой воспалительной патологии органов дыхания, а так же метаболических изменений у пациентов с патологией сердечно-сосудистой системы [3, 7, 13].

Учитывая высокую актуальность поиска новых факторов регуляции внутриклеточных процессов, целью настоящего исследования являлось оценка содержания в мононуклеарных лейкоцитах практически здоровых лиц, а так же пациентов перенесших острый инфекционно-воспалительный процесс нижних отделов респираторного тракта (внебольничную пневмонию), молекул MyD88, TIRAP, TRAM, IRAK1, IRAK4, TRAF3, TAB1 на фоне облучения цельной крови низкоинтенсивными микроволнами частотой 1 ГГц.

Материалы и методы исследования

В соответствии с целью настоящей работы были обследованы 30 пациентов мужского пола с бактериальной внебольничной пневмонией нетяжелого течения на 15–17-е сутки заболевания в возрасте от 20 до 35 лет, составившие основную группу. Контрольную группу составили 15 практически здоровых молодых человек из числа доноров крови в возрасте от 20 до 33 лет. Материалом для исследования служила венозная кровь, забиравшаяся в утренние часы (с 7:00 до 7:30) из локтевой вены.

При работе с образцами использовали наборы для культивирования и митогенной стимуляции клеток цельной крови «Цитокин-Стимул-Бест» (ЗАО «Вектор Бест», г. Новосибирск). В ходе проведения исследования 1 мл цельной крови в стерильных условиях вносили во флакон, содержащий 4 мл поддерживающей среды (DMEM), гепарин (2,5 ЕД/мл), гентамицин (100 мкг/мл) и L-глютамин (0,6 мг/мл), после чего флаконы помещали в термостат (37 °С). Спустя 24 часа на градиенте плотности фиколл-верографина (ρ = 1,077) выделяли МНК с последующим приготовлением лизатов по рекомендованной производителем тест-систем для иммуноферментного анализа (ИФА) методике. Для приготовления лизатов МНК использовали 1 мл клеточной суспензии, содержащей 5×106 клеток. Подсчет клеток и анализ их жизнеспособности производили с использованием автоматического счетчика клеток TC20 (Biorad, США).

Облучение образцов крови проводили с помощью генератора сигналов HP8664A с использованием излучающей антенны магнитного типа в дальней зоне облучателя, непосредственно перед их помещением в термостат [6, 12, 13].

В клеточных лизатах МНК методом ИФА оценивали содержание молекул, в частности, адапторных протеинов MyD88, TIRAP, TRAM, ассоциированных с рецепторами киназ – IRAK1, IRAK4, TRAF3, а так же протеинкиназы TAB1 (MAP3K7IP1).

При проведении ИФА использовали наборы реактивов CUSABIO BIOTECH (Китай). Анализ проводили на анализаторе Personal LAB (Adaltis Italia S.p.A., Италия).

Статистическую обработку проводили с помощью программы Statistica 7.0. Результаты исследования представлены в виде: среднее значение признака (x) ± выборочное стандартное отклонение (s) Статистическую значимость (р) межгрупповых различий в несвязанных выборках оценивали с помощью Критерия Колмогорова-Смирнова, в связанных – с использованием критерия знаков.

Результаты исследования и их обсуждение

Содержание в МНК компонентов IL-1/TOLL сигнального пути у практически здоровых лиц и реконвалесцентов ВП, а так же оценка статистической значимости выявленных межгрупповых различий, представлены в табл. 1.

Результаты исследования содержания в агранулоцитах обследованных лиц компонентов IL-1/TLR сигнального пути выявил статистически значимое снижение внутриклеточного уровня адапторных протеинов TIRAP на 36,0 %, киназ IRAK1 на 31,5 %, TRAF3 на 43,5 %. Так же у реконвалесцентов ВП отмечена тенденция к снижению уровня адапторного белка MyD88 на 7,9 %, а IRAK4 на 4,8 %. Вместе с тем, в МНК основной группы отмечено статистически значимое повышение уровня TAB1 на 44,4 %, а так же тенденция к повышению уровня TRAM на 7,8 %.

Влияние СВЧ-облучения на уровень в МНК исследованных факторов в группе контроля представлено в табл. 2.

Проведенный анализ показал, что спустя сутки после однократного облучения культуры клеток цельной крови низкоинтенсивным излучением частотой 1 ГГц прирост TIRAP составил 3,4 ‰, TRAM – 82,4 ‰, IRAK1 – 5,5 ‰, IRAK4 – 4,8 ‰, TRAF3 – 6,4 ‰, TAB1 – 4,9 ‰, MyD88 – 3,4 ‰.

Таким образом, в облученных культурах практически здоровых лиц имело место более выраженное повышение содержания в МНК адапторной молекулы TRAM – обеспечивающей внутриклеточную передачу сигнала от TLR4 и запуск продукции ИФН I типа. Вместе с тем, облучение в минимальной степени влияло на уровень в МНК адапторных протеинов MyD88 и TIRAP, активирующих фактор транскрипции NF-κB и протеинкиназы сигнального пути MAPK/SAPK-сигнального пути.

Влияние СВЧ-облучения на уровень исследованных факторов в основной группе представлено в табл. 3.

Таблица 1

Содержание факторов IL-1/TOLL-сигнального пути в группах

Примечание. Δ, % – различие между контрольной группой и основной ( %), р – уровень значимости межгрупповых различий.

Таблица 2

Влияние СВЧ-излучения на уровень исследованных компонентов IL1/TOLL-сигнального пути в контрольной группе

Библиографическая ссылка