В.В. Абрамов, Т.Я. Абрамова, А.Ф. Повещенко, О.В. Сорокин, А.В. Смык, О.Ю. Якунина, И.А. Демченко, Л.К. Иванова «Эффективность альтернативной иммунизации (вакцинации) в эксперименте и клинике в зависимости от функциональной асимметрии нервной и иммунной систем» (С.4-12)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ИММУНИЗАЦИИ (ВАКЦИНАЦИИ) В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И КЛИНИКЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ НЕРВНОЙ И ИММУННОЙ СИСТЕМ

Абрамов В.В., Абрамова Т.Я., Повещенко А.Ф., Сорокин О.В., Смык А.В., Якунина О.Ю., Демченко И.А., Иванова Л.К., Козлов В.А.

Целью исследования было определение эффективности альтернативной (в левую или правую половину тела) иммунизации в зависимости от функциональной асимметрии нервной и иммунной систем.

Установлено, что: а) наличие исходных различий моторной асимметрии полушарий головного мозга и способ инъекции эритроцитов барана (в левую или правую лапы) (альтернативная иммунизация) оказались в равной степени важными для формирования гуморального иммунного ответа у мышей (CBAxC57BL/6)F1; б) получены первые данные, свидетельствующие о значении функциональной асимметрии полушарий головного мозга и иммунной системы в формировании специфического иммунного ответа после вакцинации детей АДСм.

Введение

Ранее нами было впервые показано существование молекулярно-генетической асимметрии полушарий головного мозга животных, выявлено закономерное изменение указанной асимметрии в процессе формирования иммунного ответа [3, 7].

Вместе с тем, в настоящее время укрепилось мнение о том, что функциональная асимметрия мозга связана с особенностями иммунной реактивности, и имеет половую и генетическую составляющие [11, 19, 21]. Так, по данным [19] мыши с доминирующим левым полушарием головного мозга по моторным функциям характеризуются снижением гуморального и клеточного иммунного ответа. По мнению авторов влияние полушарий на иммунные реакции опосредуется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой осью (ГГНО) и симпатическим отделом вегетативной нервной системы (ВНС). [15] описали связь между продукцией антител и предпочтением лапы у мышей-самок, но не у самцов, и сделали вывод о том, что зависимость между асимметрией мозга и иммунным ответом – это феномен, определяемый полом животных. По данным [22, 23] частичное разрушение левого фронтально-париетального кортекса приводит, в частности, к снижению количества Т-клеток в селезенке и уровня митогениндуцированного ответа Т-лимфоцитов у экспериментальных животных. [14] пишут о том, что повреждение структур головного мозга в правом полушарии сопровождается угнетением синтеза ДНК в лимфоцитах, стимулированных Кон-А и ФГА, тогда как аналогичные повреждения в левом полушарии приводят к нарушениям синтеза ДНК только в Кон-А стимулированных лимфоцитах. [20] описали значительное снижение митогенстимулированной пролиферации Т и В-лимфоцитов у крыс после повреждений правого полушария, тогда как аналогичные повреждения левого полушария не приводили к каким-либо изменениям пролиферативной активности иммунокомпетентных клеток. При этом уровень пролактина в плазме крови у крыс был выше после повреждения правого, но не левого полушарий, что, по мнению авторов, свидетельствует об участии этого гормона в опосредовании иммунорегулирующего влияния со стороны правого полушария. Измерение уровня ИЛ-1 и ИЛ-6 в плазме крови у мышей C3H и Balb/c показало, что введение животным ЛПС приводит к его повышению, причем степень повышения зависела от предпочтения лапы только у мышей Balb/c. Обнаружен больший уровень ИЛ-1 у мышей-левшей и амбидекстров по сравнению с правшами, а также больший уровень ИЛ-6 у амбидекстров по сравнению с левшами и правшами. По мнению авторов интерлейкины могут быть одним из факторов, ответственных за иммунорегулирующие свойства полушарий головного мозга [17]. Согласно [16], изучавшим зависимость между предпочтением лапы и иммунологическими параметрами у мышей разных линий, имеются достоверные различия активности естественных киллеров, цитотоксических Т-лимфоцитов, пролиферации лимфоцитов между правшами и левшами, однако указанные различия характеризуются неодинаковым вектором у разных линий животных. По мнению исследователей связь между предпочтением лапы и иммунологическими параметрами зависит от линии мышей. [6] описали иммунодефицит Т-клеточного звена иммунной системы у потомков крыс с правосторонним поражением мозга, причем у этого потомства через 30 дней после рождения были выявлены негативная эмоциональность и сниженная исследовательская активность в тесте «открытое поле».

Таким образом, полушария головного мозга обладают разным иммунорегуляторным потенциалом, проявления которого зависят от пола и генотипа животных, и могут опосредоваться через ВНС, ГГНО и цитокиновую сеть.

Вместе с тем, ранее нами впервые были установлены функциональная асимметрия парных кроветворных и лимфоидных органов (костного мозга, тимуса, лимфатических узлов), и зависимость кроветворения, клеточного и гуморального иммунного ответа от функциональной (моторной) асимметрии полушарий и указанных органов [1,2,4,5,12,13,18].

Все вышеуказанное позволило обосновать существование функциональной асимметрии блока нейроэндокринной, кроветворной и иммунной систем (HIMEN –системы) [12,13].

В последнее время получили широкое распространение иммунологические методы профилактики заболеваний (вакцинация), а также методы иммунотерапии, базирующиеся на инъекциях клеточных элементов, их фрагментов, белковых и пептидных препаратов, а также лекарственных препаратов различного происхождения. Приведенные выше данные о существовании функциональной асимметрии блока нейроэндокринной, кроветворной и иммунной систем позволили нам предположить, что при назначении перечисленных лечебных манипуляций необходимо учитывать существование указанной асимметрии.

В связи с вышеуказанным целью работы было определение эффективности альтернативной иммунизации (вакцинации) в зависимости от функциональной асимметрии нервной и иммунной систем.

Материалы и методы

1. В работе использовали мышей-самцов (CBAxC57BL/6)F1 из Томского питомника. Животные содержались в условиях вивария в пластиковых клетках по 10 особей и получали сбалансированное питание и питье ad libitum. Моторная асимметрия полушарий головного мозга тестировалась по предпочтительному использованию лапы при доставании пищи с некоторыми модификациями [12,13]. В качестве антигена использовались эритроциты барана (ЭБ), которые инъецировались (0,05 мл. 100 % взвеси) под апоневроз задних лап (левой или правой) (альтернативная иммунизация). Такое введение антигенов активирует в первую очередь соответствующие клетки в регионарных к месту инъекции лимфоузлах [24], функциональная асиммметрия которых определена нами ранее [4,5].

Было сформировано 4 группы животных: 1) мыши «левши», которым ЭБ вводились под апоневроз левой задней лапы (ЛЛЛ); 2) мыши «левши», которым ЭБ инъецировались под апоневроз правой задней лапы (ЛПЛ); 3) мыши «правши», которым ЭБ вводились под апоневроз левой задней лапы (ПЛЛ); 4) мыши «правши», которым инъецировались под апоневроз правой задней лапы (ППЛ).

На 4 сутки после иммунизации в указанных группах определяли количество антителообразующих клеток (АОК) в селезенке методом Cuningham A.J.

Одновременно в селезенке этих животных определялось содержание CD4+ и CD8+ — клеток методом проточной цитофлюориметрии (использовали крысиные антитела против CD4 маркеров мыши, меченные фикоэритрином – L3T4, а также против CD8α маркеров, меченные FITC – Ly2, «PharMingen»).

Исследования на животных проводились в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», умерщвление проводилось посредством цервикальной дислокации шейных позвонков.

Полученные результаты подвергались статистическому анализу при помощи t-критерия Стьюдента для независимых выборок.

2. В обследовании приняли участие 22 школьника (мальчики и девочки) в возрасте 14 лет, родители которых подписали соответствующее информированное согласие. Функциональная асимметрия полушарий (ФАП) определялась методом четырех парных проб [8, 9] и, соответственно, обследуемые были разделены на 2 группы — «правшей» и «амбидекстров». В процессе проведения плановой вакцинации вакцина АДСм вводилась детям в левую или правую части тела (под лопатку), что позволило сформировать 4 группы (1 — «амбидекстры», которым АДСм вводилась под левую лопатку (АЛЛ); 2 – «амбидекстры», которым АДСм вводилась под правую лопатку (АПЛ); 3 – «правши», которым АДСм вводилась под левую лопатку (ПЛЛ); 4 –«правши», которым АДСм вводилась под правую лопатку (ППЛ)). Через 1 месяц в крови у детей указанных групп определялся титр специфических антител к дифтерийному и столбнячному анатоксину методом гемагглютинации.

Статистический анализ проводился посредством t-критерия Стьюдента для независимых выборок и сравнения двух выборочных долей вариант [10].

Результаты

Установлено, что на 4 сутки после иммунизации ЭБ между анализируемыми группами животных имеются достоверные различия по количеству АОК в селезенке (рисунок N 1). Так, среднее количество АОК/106 спленоцитов в группе ЛПЛ (группа 2) более чем в 3 раза превышает аналогичные показатели в группе мышей «правшей», иммунизированных в правую лапу (группа 4). Кроме того, выявлено, что среднее количество АОК/селезенку в группе ЛПЛ достоверно выше соответствующих показателей в группе ЛЛЛ (группа 1).

Рис. 1. Параметры гуморального иммунного ответа у мышей (CBAxC57BL/6)F1 «правшей» и «левшей», иммунизированных эритроцитами барана (ЭБ) в левую или правую лапы (альтернативная иммунизация)

Примечания: 1 — ЛЛЛ – мыши «левши», иммунизированные ЭБ в левую лапу; 2 — ЛПЛ – мыши «левши», иммунизированные ЭБ в правую лапу; 3 — ПЛЛ – мыши «правши», иммунизированные ЭБ в левую лапу; 4 — ППЛ – мыши «правши», иммунизированные ЭБ в правую лапу; n – 6-9 в группе. б) Приведены суммарные данные двух серий экспериментов. в) *P < 0,05 при сравнении групп 1 и 2.

Определение популяционного состава иммунокомпетентных клеток, проведенное одновременно с тестированием параметров гуморального иммунного ответа, показало, что в селезенке мышей группы ЛПЛ (группа 2), выявляется достоверно больше CD4+ и CD8+ — лимфоцитов по сравнению с группой ЛЛЛ (группа 1) (28,68 ± 1,8; 14,97 ± 1,7 и 24,61 ± 1,6; 11,68 ± 0,8 соответственно, P < 0,05).

2. Установлено, что концентрация (титр) антител в крови к дифтерийному и столбнячному анатоксину у детей четырех обследованных групп достоверно не отличается, хотя проявляется выраженная тенденция (P=0,06) к их снижению в 1 группе (АЛЛ) (рисунок N 2).

Рис. 2. Концентрация антител к дифтерийному анатоксину в крови детей «амбидекстров» и «правшей», вакцинированных АДСм под левую или правую лопатку (альтернативная вакцинация)

Примечания: 1 — амбидекстры, вакцинированные под левую лопатку — АЛЛ; 2 — амбидекстры, вакцинированные под правую лопатку — АПЛ; 3 — правши, вакцинированные под левую лопатку — ПЛЛ; 4 — правши, вакцинированные под правую лопатку – ППЛ. По вертикальной оси — титр антител (log — 10)

В то же время, у 4 из 12 «амбидекстров» (33,3%) отмечается минимальный (1/40) илиниже минимального (1/20) титр антител к дифтерийному анатоксину, в то время как лишь у 1 «правши» из 10 (10,0%) отмечается минимальный титр (1/40). При этом все дети с минимальным и ниже титром антител принадлежали к группе АЛЛ (4 из 7 школьников, т.е. 57,1%; р < 0,05 по сравнению с группами ППЛ и АПЛ) (таблица N 1).

Таблица № 1. Частота встречаемости (%) минимальной (1/40) или ниже минимальной (1/20) концентрации специфических антител к дифтерийному анатоксину в крови у детей «амбидекстров» и «правшей», вакцинированных АДСм под левую или правую лопатку (альтернативная вакцинация)

АЛЛ

1

АПЛ

2

ПЛЛ

3

ППЛ

4

57 - 25 -

Примечания: 1 — амбидекстры, вакцинированные под левую лопатку — АЛЛ; 2 — амбидекстры, вакцинированные под правую лопатку — АПЛ; 3 — правши, вакцинированные под левую лопатку — ПЛЛ; 4 — правши, вакцинированные под правую лопатку – ППЛ.

(-) – 0%; n = 5-7.

Группы 1 — 4 — P < 0,01; группы 3 – 4 — P < 0,01

При определении титра специфических антител к столбнячному анатоксину в сравниваемых группах проявляются похожие тенденции, однако достоверных различий между сравниваемыми группами не выявлено.

Обсуждение

Следовательно, наличие исходных различий моторной асимметрии полушарий головного мозга и способ инъекции эритроцитов барана (в левую или правую лапы) (альтернативная иммунизация) оказались в равной степени важными для формирования гуморального иммунного ответа у мышей (CBAxC57BL/6)F1.

Так, среднее количество АОК/106 спленоцитов в группе ЛПЛ превышает аналогичные показатели в группе мышей ППЛ, что свидетельствует о соответствующей роли именно моторной асимметрии полушарий и совпадает с литературными данными [19].

В то же время, поскольку среднее количество АОК/селезенку в группе ЛПЛ достоверно выше соответствующих показателей в группе ЛЛЛ, можно обоснованно говорить о «вкладе» в указанные различия именно альтернативной иммунизации. В этой связи уместно упомянуть о том, что введение антигенов под апоневроз одной из лап активирует в первую очередь соответствующие клетки в регионарных к месту инъекции лимфоузлах [24], функциональная асиммметрия которых определена нами ранее [4,5]. Это, как мы предполагаем, может оказать разное влияние на популяционный состав селезенки посредством миграции лимфоцитов из лимфоузлов и/или продукции этими клетками соответствующих цитокинов.

Кроме того, как известно, формирование гуморального иммунного ответа на эритроциты барана происходит только при вовлечении в этот процесс Т- лимфоцитов [24] и, следовательно, содержание, к примеру, CD4+ и CD8+ лимфоцитов в лимфоидном органе может быть одним из факторов, оказывающих влияние на выраженность ответа. В этой связи, обнаруженное нами достоверно большее содержание в селезенке мышей группы ЛПЛ CD4+ и CD8+ — лимфоцитов по сравнению с группой ЛЛЛ как раз и может быть причиной большей выраженности гуморального иммунного ответа в первой из сравниваемых групп.

Выводы

1. Наличие исходных различий моторной асимметрии полушарий головного мозга и способ инъекции эритроцитов барана (в левую или правую лапы) (альтернативная иммунизация) оказались в равной степени важными для формирования гуморального иммунного ответа у мышей (CBAxC57BL/6)F1.

2. Функциональная асимметрия полушарий головного мозга и способ инъекции вакцины АДСм (под левую или правую лопатку – альтернативная вакцинация) оказались важными и в формировании специфического поствакцинального иммунитета к дифтерийным антигенам у детей.

3. Для определения конкретных механизмов, задействованных в обнаруженном феномене, требуются дальнейшие исследования.

Список литературы

1. Абрамов В.В., Козлов В.А., Кармацких О.Л. Взаимодействие нервной и иммунной систем. Оренбург. — 1990. – с. 172.

2. Абрамов В.В., Коненков В.И., Гонтова И.А., Кармацких О.Л. и др. Асимметрия фенотипических и функциональных свойств клеток лимфоидных органов // Доклады Академии наук 1992. — 322. — 4. – c. 802-805.

3. Абрамов В.В., Повещенко А.Ф., Гребенщиков А.Ю., Козлов В.А. Асимметрия экспрессии гена ИЛ-1β в полушариях головного мозга в процессе формирования иммунного ответа // Бюлл. СО РАМН 1995. — 1. – c. 62-64.

4. Абрамов В.В., Абрамова Т.Я. Асимметрия нервной, эндокринной и иммунной систем. Наука, Новосибирск. — 1996. — 99 c.

5. Абрамов В.В., Гонтова И.А., Абрамова Т.Я. Асимметрия полушарий головного мозга и лимфоидных органов: роль в иммуногенезе и гемопоэзе. В кн.: Функциональная межполушарная асимметрия. Научный мир. — Москва. — 2004. – c. 523-543.

6. Авалиани Т.В., Огурцов Р.П., Пузырева В.П., Серяков О.Р. Латерализация повреждений мозга определяет иммунный и неврологический статус у потомства самок крыс Вистар // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. — 2000. — 86. — 12. – c. 1565-1572.

7. Гребенщиков А.Ю., Повещенко А.Ф., Абрамов В.В., Козлов В.А. Экспрессия гена ИЛ-1β в полушариях головного мозга при периферическом введении тимусзависимых и тимуснезависимых антигенов // Доклады АН. – 1999. – 366. – 5. – с. 712-715.

8. Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Функциональные асимметрии человека. Медицина. — Москва. — 1988. – c. 240.

9. Леутин В.П., Николаева Е.И. Функциональная асимметрия мозга. Мифы и реальность. Речь. — Новосибирск. — 2005. – c. 368.

10. Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. Издательство АН СССР. — Москва. — 1963. – c. 215-216.

11. Хилько В.А., Усанов Е.И., Хлуновский А.Н., Гизатуллин Ш.Х. Связь между фагоцитарной активностью моноцитов и латерализацией повреждений мозга // Журн. невропатол. психиатр. им. С.С. Корсакова. — 1990. — 90. — 12. – c. 16-20.

12. Abramov V.V., Gontova I.A., Kozlov V.A. Functional asymmetry of thymus and the immune response in mice // Neuroimmunomodulation. — 2001. — 9. — 4. – p. 218-224.

13. Abramov V.V., Gontova I.A., Kozlov V.A. Functional asymmetry in hemopoietic, immune and nervous systems. In: Behavioural and morphological asymmetries in vertebrates. Eds: Yegor Malashichev and A. Wallace Deckel. — 2006. – p. 148-159.

14. Barneoud P., Neveu P.J., Vitiello S., Le Moal M. Early effect of right or left cerebral cortex ablation of mitogen-induced spleen lymphocyte DNA synthesis // Neurosci Lett 1988. — 90.– 3. – p. 302 — 307.

15. Betancur C., Neveu P.J., Vitiello S., Le Moal M. Natural killer cell activity is associated with brain asymmetry in male mice // Brain Behav. Immun. — 1991. — 5. — 2. – p. 162-169.

16. Fride E., Collins R.L., Skonick P., Arora P.K. Strain dependent association between immune function and paw preference in mice // Brain Res. – 1990. – 522. — 2. – p. 246-250.

17. Gao M.X., Li K., Dong J., Ijege S., Jiang D., Neveu P.J. Strain dependent association between lateralization and LPS-induced IL-1 beta and IL-6 production in mice // Neuroimmunomodulation. — 2000. — 8. — 2. – p. 78-82.

18. Gontova I.A., Abramov V.V., Kozlov V.A. The role of asymmetry of nervous and immune systems in the formation of cellular immunity of (CBAxC57BL/6)F1 mice // Neuroimmunomodulation. — 2004. — 11. — 6. – p. 385-391.

19. Kim D., Carlson J.N., Seegal R.F., Lawrence D.A Differential immune responses in mice with left and right turning preference // J. Neuroimmunol 1999. — 93. — 1-2. – p. 164-167.

20. La Hoste G.J., Neveu P.J., Mormede P., Le Moal M. hemispheric asymmetry in the effect of cerebral cortical ablation on mitogen-induced lymphoproliferation and plasma prolactin levels in female mice // Brain Res. — 1989. — 483. — 1. – p. 123-129.

21. Neveu P.J. Lateralization and stress responses in mice: interindividual differences in the association of brain, neuroendocrine and immune response // Behav Genet. — 1996. — 26. — 4.– p. 373-377.

22. Renoux G., Biziere K., Renoux M., Guillaumin J.M. The production of of T-cell inducing factors in mice is controlled by the brain neocortex // Scand J Immunol. — 1983. — 17. — 1. – p. 45-50.

23. Renoux G., Bizier K. Asymmetrical involvement of the cerebral neocortex on the response to an immunopotentiator , sodium diethylthiocarbomate // J Neurosci Res. — 1987. — 18. — 1. – p. 230-238.

24. Serushago B.A., Mitsuyama M., Handa T. Difference in the functional maturation of T cell against Listeria monocytogenes in lymph nodes and spleen // Immunology. — 1992. — 72. — 2. – p. 238-244.

Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin