В Кремле объяснили стремительное вымирание россиян
Павел Забродский: Влияние этиленгликоля, метанола и их метаболитов на кооперацию т - и в-лимфоцитов in vitro Назад
Павел Забродский: Влияние этиленгликоля, метанола и их метаболитов на кооперацию т - и в-лимфоцитов in vitro
Toxicologic Vest. 2002. N 5. 28-31.

THE INFLUENCE OF ETHYLEN GLICOL, METHANOL AND THEIR METABOLIC PRODUCTS ON THE COOPERATION OF T- AND B- CELLS IN VITRO

P. F. Zabrodskii, M.L. Rush

Saratov Military Institute of Radiation, Chemical and Biological Defense

It was established in experiments on mice CBA that immunotoxic effect of ethylen glicol (EG) and methanol (M) on cooperation of T- and B-cells is in the direct relationship of the concentration. Their action in equimolar concentrations (10, 100, 1000 mM) has not difference significantly. More marked suppression of cooperation brought on by the EG, there metabolic products and M is connected with injury of T-cells. The metabolic product of M formic acid is largely the impact of B-cells in concentrations more than 100 mM. Reduction of cooperation T- and B-cells under the effect of metabolic products of spirits in equimolar concentrations in vitro decreases in the order: glyoxylic acid, formic acid, glycolaldehyde, glycolic acid (the effects is in the direct relationship of the concentration).

ВЛИЯНИЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ, МЕТАНОЛА И ИХ МЕТАБОЛИТОВ НА КООПЕРАЦИЮ Т - И В-ЛИМФОЦИТОВ IN VITRO

П.Ф. Забродский, М.Л. Руш

Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты

В опытах in vitro на спленоцитах мышей СВА установлено, что иммунотоксическое действие этиленгликоля (ЭГ) и метанола (М) на кооперацию Т- и В-лимфоцитов прямо зависит от концентрации, их действие в эквимолярных концентрациях (10, 100 и 1000 мМ) существенно не отличается. Более выраженная супрессия кооперации, вызванная ЭГ, его метаболитами и М, связана с поражением Т-лимфоцитов. При концентрации более 100 мМ метаболит М формиат действует преимущественно на В- лимфоциты. Редукция кооперации Т- и В-клеток под влиянием спиртов и продуктов их биотрансформации в эквимолярных концентрациях in vitro уменьшается в следующей последовательности: глиоксиловая кислота, формиат, гликолевый альдегид, гликолевая кислота, М и ЭГ (эффекты прямо связаны с концентрацией).

Ключевые слова: этиленгликоль, метанол, иммунотоксичность, кооперация Т- и В-лимфоцитов

Введение. В последнее годы частота острых интоксикаций спиртами - этанолом, этиленгликолем (ЭГ, гликоль, этандиол-1,2) и метанолом (М, метиловый спирт, карбинол, древесный спирт) существенно увеличилась [4]. ЭГ и М широко применяются как растворители лаков, красок, в качестве компонентов для тормозных жидкостей, антифризов, горючего и пр. Вместо этилового спирта с целью опьянения по ошибке или с суицидальными целями используются ядовитые спирты - ЭГ и М, что сопровождается групповыми, а в некоторых случаях даже массовыми острыми интоксикациями. Острые отравления ЭГ и М характеризуются значительной тяжестью и высокой смертностью [3], одной из причин которой могут являться инфекционные осложнения и заболевания (в частности, пневмонии), связанные с нарушением иммунного гомеостаза. Влияние различных спиртов, и, в частности ЭГ и М на функцию Т- и В-лимфоцитов при их кооперации в процессе формирования антителообразования практически не изучено [1,2]. Сравнительная оценка иммунотоксических эффектов ЭГ, М и продуктов их биотрансформации (ЭГ - гликолевого альдегида (ГА), гликолевой (ГК), глиоксиловой (ГОК), щавелевой кислот (ЩК), М - формальдегида и муравьиной кислоты (МК) при их различных концентрациях in vitro в отношении кооперации Т- и В-клеток не проведена. Исходя из существующих в настоящее время подходов к применению иммуностимулирующих средств [5,8], данные о действии ядовитых спиртов на ключевое звено антителопродукции - кооперацию лимфоцитов - позволят подойти к обоснованию целенаправленной фармакологической коррекции постинтоксикационного нарушения гуморального звена системы иммунитета.
Целью исследования являлась оценка действия этиленгликоля, метанола и их метаболитов на кооперацию Т- и В-лимфоцитов in vitro, формирующую антителопродукцию.

Материал и методы исследования. Опыты проводили на мышах- самцах СВА массой 20-24 г. In vitro в эквимолярных концентрациях, составляющих 10, 100 и 1000 мМ, исследовались эффекты этиленгликоля (и его основных токсичных метаболитов - ГА, ГК и ГОК), метанола и его наиболее опасного продукта биотрансформации - МК (ICN Pharmaceuticals, Inc.). Действие метаболита ЭГ щавелевой кислоты не оценивалось, так как только около 3% введенного в организм ЭГ окисляется до ЩК и ее роль в формировании токсических эффектов при остром отравлении ЭГ крайне незначительна [3,13]. Из продуктов биохимической деградации М изучалось влияние на кооперацию Т- и В-лимфоциты только муравьиной кислоты (формиата), так как предшествующий МК продукт биотрансформации формальдегид не играет существенной роли в реализации токсического эффекта М в связи с крайне коротким периодом полураспада (1,5 мин) в результате его быстрого расщепления мощными ферментными системами - НАД-зависимой формальдегиддегидрогеназой и альдегиддегидрогеназой [3,6].

Для получения Т-клеток использовали метод фильтрования селезеночной суспензии через нейлоновую вату ("Нитрон") [9]. Для выделения В-лимфоцитов применяли реакцию комплементзависимого масс-цитолиза. В качестве цитотоксической сыворотки использовали моноклональные антитела против Thy 1.2 антигенов Т-лимфоцитов мыши (Cedarlane Laboratories Limited; London, Canada) [14]. Из суспензии спленоцитов макрофаги удаляли методом негативной селекции, используя их способность прилипать к стеклянной поверхности [9,16]. Жизнеспособность клеток оценивали в тесте с трипановым синим (она составляла 95-98%). Инкубируемая по методу [16] культура содержала 106 и 5·105 В- и Т-клеток соответственно и 107 эритроцитов барана. Т- и В- лимфоциты для проведения опытов получали из суспензии спленоцитов 3-4 мышей СВА. Антителообразующие клетки (АОК) подсчитывали в инкубационных камерах через 4 сут [15]. Данный тест отражает эффект кооперации Т- и В-лимфоцитов, который завершается синтезом IgM плазмоцитами селезенки при участии Т-хелперов типа 1 (Тh1-лимфоцитов).

Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t- критерия достоверности Стьюдента.

Результаты исследования. Воздействие in vitro ЭГ в прямой зависимости от концентрации вызывает редукцию кооперации Т- и В- лимфоцитов, приводящую к ингибированию антителопродукции. Выявленный феномен связан с нарушением функции, как Т-, так и В-клеток (табл.).

Таблица Влияние этиленгликоля и метанола и их метаболитов на кооперацию Т- и В-лимфоцитов мышей СВА

см.Приложение

Снижение функции В-лимфоцитов в процессе кооперации по сравнению с контролем при концентрации ЭГ 10, 100 и 1000 мМ составило соответственно 18,9; 37,4 и 59,2%, а Т-клеток - соответственно - 24,9; 42,9 и 69,1% (р>0,05).

Воздействие на Т-лимфоциты метанола превышало его эффект в отношении В-клеток при концентрации спирта, составляющей 10, 100 и 1000 мМ, соответственно на 14,8; 17,9 и 13,4%. При действии на Т - и В- лимфоциты ГА, ГК, ГОК, М и МК отмечалась прямо связанная с дозой редукция их способности участвовать в кооперации лимфоцитов. Метаболиты ЭГ оказывали более выраженное воздействие на Т-клетки, причем при их концентрациях, составляющих 1000 мМ (действие ГА и ГК) и 100 мМ (эффект ГОК), нарушение функции Т-лимфоцитов по сравнению с В- лимфоцитами было статистически достоверно (р<0,05). Следует отметить, что число АОК при инкубации ЭБ только с В-лимфоцитами статистически значимо не отличающееся от показателя, полученного при инкубации Т-, В- клеток и ЭБ, свидетельствует о практически полном нарушении кооперации лимфоцитов в процессе антителогенеза. Так, о значительном ингибировании кооперации лимфоцитов можно утверждать при действии метаболитов этиленгликоля (при концентрации 1000 мМ) ГА и ГОК вследствие поражения Т- и В-лимфоцитов и при эффекте ГК в результате нарушения функции Т-клеток.
Кооперация Т- и В-лимфоцитов, связанная с функцией Т-клеток,

существенно снижалась (р<0,05) по сравнению с контролем при действии М в концентрациях 10, 100 и 1000 мМ, а обусловленная активностью В-клеток - только при действии М в концентрациях 100 и 1000 мМ. Статистически значимая депрессия исследованной иммунной реакции, связанная с Т- лимфоцитами, была более выражена (р<0,05) по сравнению с эффектом В- клеток при концентрациях 100 и 1000 мМ..

МК при концентрации 10, 100 и 1000 мМ достоверно снижала взаимодействие Т- и В-лимфоцитов в процессе антителогенеза. При концентрации 100 мМ отмечалось более выраженное действие МК на В- клетки по сравнению с эффектом в отношении Т-лимфоцитов (при концентрации МК 10 мМ выявлена противоположная тенденция). Статистически значимо (р<0,05) МК снижала функцию В-лимфоцитов при концентрации, составляющей 1000 мМ. Необходимо отметить, что при этом эффект кооперации Т- и В-клеток под влиянием формиата практически отсутствовал.

Вероятно, более выраженное повреждающие воздействие МК в отношении В-клеток при ее высоких концентрациях обусловлено основным фолат-зависимым путем метаболизма формиата [6]. Мы предполагаем, что при этом МК является своего рода антагонистом фолиевой кислоты в связи с ее практически полным потреблением. В отличие от антиметаболита фолиевой кислоты (таковым является метотрексат) формиат, активно ее используя, снижает ресурсы дигидрофолатредуктазы. В результате реализуются такие же эффекты, как и у иммунодепрессанта метотрексата - уменьшается образование тетрагидрофолиевой кислоты, ингибируется перенос метиловых групп, снижается синтез ДНК преимущественно в В- лимфоцитах [5].

Ингибирующий эффект ЭГ и М на кооперацию Т- и В-лимфоцитов в эквимолярных концентрациях (при 10, 100 и 1000 мМ) статистически достоверно не отличается. Сравнительная оценка действия на кооперацию Т- и В-лимфоцитов in vitro в процессе антителогенеза продуктов биотрансформации ЭГ и М позволяет заключить, что снижение их иммунотоксичности в целом происходит в последовательности: ГОК, МК, ГА и ГК, причем супрессирующие эффекты ГОК существенно выше воздействия ГК, а действие ГА превышает эффект ГК. Формиат проявляет

большую иммунотоксичность, чем метанол (р<0,05).

Патогенез редукции активности Т- и В-клеток в процессе их кооперации, вероятно, связан с нарушением их функции как в результате прямого мембранотоксического эффекта спиртов, так и вследствие взаимодействия с сульфгидрильными и аминогруппами энзимов лимфоцитов высокотоксичных продуктов их биотрансформации, ингибирования ими тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования и синтеза белков [12,13], уменьшении активации Т- и В-лимфоцитов вследствие снижения продукции циклических нуклеотидов и секреции ИЛ-2 Т-клетками [7,11].

In vivo иммунотоксические эффекты метаболитов спиртов, по- видимому, уменьшаются в последовательности: МК, ГА, ГК, ГОК. Это связано с тем, что наиболее токсичная ГОК определяется в биосредах в концентрации 1300 раз меньшей, чем ГК [10].

Выводы. 1. В опытах in vitro редуцирующий эффект этиленгликоля, метанола на кооперацию Т- и В-лимфоцитов в эквимолярных концентрациях (10, 100 и 1000 мМ) существенно не отличается. 2. Снижение способности Т- и В-клеток участвовать в кооперации под влиянием ЭГ, М и продуктов их биотрансформации в эквимолярных концентрациях in vitro уменьшается в следующей последовательности: ГОК, МК, ГА, ГК, М и ЭГ (эффекты прямо связаны с концентрацией). 3. Действие ЭГ, его метаболитов и М на Т- лимфоциты обусловливает более выраженную супрессию кооперации лимфоцитов. При концентрации более 100 мМ метаболит М формиат действует преимущественно на В-лимфоциты.

Список литературы

Забродский П. Ф.// Токсикол. вестник.- 1999.-No2.-С.8-11.

Забродский П. Ф., Германчук В.Г. Иммунотоксические эффекты при остром отравлении этиленгликолем // Бюлл. экспер. биол. и мед.-2000.-

Т.130,No10.-С.415-417.

Кожемякин Л. А., Бонитенко Ю. Ю., Иванова Л. Н. //Воен.-мед. журн.-

1991.-N 9.-С. 36-39.

Нужный В.П., Прихожан Л.М. // Токсикол. вестник.- 1996.- No5. - С. 9-

16.

Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. Пер. с англ.- М.: Мир,

2000. - 582 с.

Румянцев А.П., Тиунова Л.В., Остроумова И.А. // Итоги науки и техники:

Серия токсикология.- М., ВИНИТИ, 1981. - Т. 12. - С. 65-116.

Сухих Г.Т., Малайцев В.В., Богданова И.М. // Бюл. экспер. биол. и мед.-

1986.- Т.101, N 3.-С. 341-343.

Утешев Б. С., Сергеев А. С., Коростелев С. А. // Эксперим. и клин.

фармакол.-1995.-Т.58, No3.- С.3-7.

Ширшев С.В. // // Бюл. экспер. биол. и мед. -1998.- No6.- с. 666-669.

10.Chou S.Y., Richardson K.E. // Toxicol. and Appl. Pharmacol.-1978.-Vol. 43,

N 1.-P. 33-44.
11.Coffey R. G., Hadden J. W. //Red. Proc.-1985.-Vol. 44, N 1.-P. 112-117. 12.Gabon P.A. // Annals of Internal Medicine.-1986.- Vol.105, No 1.- P. 16-20. 13.Iokobsen D. // Acta Med. Skand.- 1984.-Vol.216, No 3.- P. 409-416. 14.Marshak-Rothstein A., Fink P., Gridley T. et al. // J.Immunol. -1979.-Vol.122.-

P. 2491-2497.
15. Thomas J. K., Imamura T. //Toxicol. Appl. Pharmacol.-1986.-Vol. 83, N 3.-P.

456-464.

Док. 668380
Опублик.: 17.12.13
Число обращений: 0

  • Забродский Павел Францевич

  • Разработчик Copyright © 2004-2019, Некоммерческое партнерство `Научно-Информационное Агентство `НАСЛЕДИЕ ОТЕЧЕСТВА``