Proceedings of the Higher Educational Institutions. Volga Region. 2007. 1(28). P. 3-7.
P. F. Zabrodskii, A.M. Kadushkin, D. Yu. Ivanov
THE ANTICHOLINESTERASE MECHANISM AS THE FACTOR IMMUNOTOXICITY OF CHLORINATED HYDROCARBONS
It was established in experiments on noninbrede rats that the acute poisoning of chlorinated hydrocarbons (0,75 LD50) - tetrachloromethane (рhenoxin), 1,2-dichloethane and trichloroethylene - inhibiting an acetyl- cholinesterase, ?-naphthyl-АS-acetate esterase and ?- naphthyl-butyrate esterase of T lymphocytes and leads to suppression of immune responses caused by function of Т-cells.
Keywords: chlorinated hydrocarbons, acetylcholinesterase, ?-naphthyl-АS-acetate esterase, ? -naphthyl-butyrate esterase, immunotoxicity
П.Ф. Забродский, А.М. Кадушкин, Д.Ю. Иванов
АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗНЫЙ МЕХАНИЗМ КАК ФАКТОР ИММУНОТОКСИЧНОСТИ ХЛОРИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
В экспериментах на неинбредных крысах установлено, что острые отравления хлорированными углеводородами (1,2-дихлорэтан, тетрахлорметан, трихлоэтилен) дозе 0,75 ЛД50 ингибируют
а-нафтил-АS-ацетатэстеразу и а-нафтил- бутиратэстеразу Т-лимфоцитов и вызывают супрессию иммунных реакций,
обусловленных функцией Т-клеток.
Ключевые слова: хлорированные углеводороды ацетилхолинэстераза, а- нафтил-АS-ацетатэстераза, а-нафтил-бутиратэстераза, иммунотоксичность
В промышленности и быту хлорированные углеводороды (ХУ) - дихлорэтан (ДХЭ), тетрахлорметан (ТХМ), трихлорэтилен (ТХЭ) применяются как растворители масел, смол, битумов, полимеров, каучука, для экстрагирования жиров и алкалоидов, как обеззараживающие средства при обработке кож, чистки и обезжиривания одежды в быту и на производстве лаков и красок, в военном деле - в качестве средства для растворения хлорсодержащих дегазаторов и экстракции токсичных химикатов - ТХ (отравляющих веществ) при их индикации, в качестве растворителя ряда ТХ [1,2,3]. Острые групповые отравления ХУ возможны в процессе уничтожения ТХ, а также при аварийных ситуациях на химических предприятиях. Нельзя исключить употребление ХУ в качестве суррогатов алкоголя или с суицидальными целями [1,4].
В последние годы частота острых интоксикаций ХУ и показатель смертельных исходов от отравлений не уменьшаются. Несмотря на небольшую частоту острых интоксикации? данными соединениями (до 5%), они характеризуются весьма высокой смертностью отравленных (32-96%) [1,2]. Одной из причин танатогенеза могут являться инфекционные осложнения и заболевания, связанные со снижением показателей иммунного статуса в результате иммунотоксических эффектов как ХУ, так и их высокотоксичных метаболитов ХУ может поступать в организм через пищеварительный тракт, дыхательные пути, кожные покровы. Таким образом, вполне обоснованно возникает необходимость в изучении роли ацетилхолинэстеразы (АХЭ) и других эстераз в реализации иммунотоксичных свойств ХУ. В конце 70-годов было доказано и в последующем подтверждено многими исследователями, что в Т- лимфоцитах АХЭ локализована на клеточной мембране, а В-клетки являются эстеразонегативнными [5,6,7]. Изучение иммунодефицитных состоянии?, обусловленных ингибированием эстераз (и, следовательно, активацией холинергической, а также гипоталамо-гипофизарно- адреналовой систем), тесно связано с исследованиями постстрессорных изменений в организме различной этиологии и имеет как теоретическое, так практическое значение для обоснования способов профилактики и лечения инфекционных осложнений и заболеваний.
Целью настоящего исследования являлось определение связи антихолинэстеразных эффектов хлорированных углеводородов с реализацией их Т-зависимой иммунотоксичности.
Материал и методы исследования
Опыты проводили на крысах массой 180-220г. Исследовались антихолинэстеразные свойства (по способности ингибировать АХЭ Т- лимфоцитов) ХУ (ДХЭ, ТХМ, ТХЭ) в дозе 0,75 ЛД50, которые вводили подкожно однократно. Активность АХЭ в Т-лимфоцитах определяли через 4 сут после интоксикации, выделяя клетки путем фильтрования селезеночной суспензии через нейлоновую вату ("Нитрон") [8] и осуществляя реакции и расчеты по методу [7]. За единицу активности АХЭ (ЕД) принимали мкмоль ацетилхолина, гидролизованного за 1 мин в мл суспензии, содержащеи? 109 Т-лимфоцитов. Активность а-нафтил-АS-ацетатэстеразы и а-нафтил- бутиратэстеразы спленоцитов крысы (в основном Т-клеток органа) изучали гистохимическим методом [9] через 4 сут после воздействия ХУ. Показатели системы иммунитета оценивали общепринятыми в иммунотоксикологии и экспериментальной иммунологии методами [1,10]. Исследовали Т- зависимую гуморальную иммунную реакцию и функцию Тh1-лимфоцитов в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Гуморальный иммунный ответ оценивали через 4 сут по числу антителообразующих клеток (АОК) в селезенке после внутрибрюшинной иммунизации крыс тимусзависимым антигеном эритроцитами барана (ЭБ) в дозе 2 108 клеток через 30 мин после введения яда. Данный тест отражает синтез IgM В- клетками селезенки при участии Тh1-лимфоцитов. Формирование (ГЗТ), характеризующее функцию Тh1-клеток (а также макрофагов) в клеточной иммунной реакции, определяли у крыс по приросту массы стопы задней лапы. При этом животных иммунизировали 108 ЭБ внутрибрюшинно через 30 мин после введения ХУ. Разрешающую дозу ЭБ (5·108) вводили под апоневроз стопы задней лапы через 4 сут. Реакцию ГЗТ оценивали через 24 ч. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t- критерия достоверности Стьюдента.
Результаты и обсуждение исследования
Т-лимфоциты, выделенные из селезенки, после острого воздействия различными ХУ (0,75 ЛД50) обладали сниженной антихолинэстеразной активностью по сравнению с контролем (табл. 1). Так, острое отравление ДХЭ, ТХМ и ТХЭ вызывало статистически значимое (p<0,05) уменьшение активности АХЭ в Т-лимфоцитах селезенки соответственно в 1,51; 1,35 и 1,27 раза.
Снижение активности АХЭ в Т-клетках и числа эстеразопозитивных клеток, характеризующих активность других типов эстераз в Т-лимфоцитах (и, в определенной степени в моноцитах и макрофагах [9]) селезенки, прямо связано с уровнем супрессии Т-зависимого антителообразования, а также со степенью редукции реакции ГЗТ. Так, число АОК к ЭБ после деи?ствия ДХЭ, ТХМ и ТХЭ через 4 сут существенно уменьшалось соответственно в 1,89; 1,62 и 1,50 раза (p<0,05), а формирование ГЗТ - в 1,51; 1,39 и 1,24 раза (p<0,05) соответственно (табл. 1).
При оценке содержания эстеразопозитивных клеток (Т-клеток) в селезенке крыс установлено (табл. 2), что ДХЭ, ТХМ и ТХЭ уменьшали их относительное количество в органе, являющимся одним из основных продуцентом антител (иммуноглобулинов) [10]. Так, относительное содержание Т-клеток, содержащих а-нафтил-АS-ацетатэстеразу, снижалось через 4 сут после острой интоксикации ДХЭ, ТХМ и ТХЭ соответственно в 1,46; 1,34 и 1,25 раза (p<0,05), а содержание а- нафтилбутиратэстеразопозитивных Т-лимфоцитов - в 1,62; 1,42 и 1,31 раза (p<0,05) соответственно. Следует отметить, что, несмотря на отсутствие существенных различий показателей иммунного ответа и эстеразной активности при действии различных ХУ, отмечаются минимальные значения иммунных реакций и максимальные показатели редукции эстеразной активности Т-клеток при отравлении ДХЭ, а также наибольшие параметры иммунного ответа и наименьшие уровни активности эстераз Т-клеток при интоксикации ТХЭ.
Несомненно, что ингибирование АХЭ использованными нами токсикантами в сублетальных дозах имеет существенное значение в формировании постинтоксикационного иммунодефицитного состояния. При этом Т-лимфоциты (в частности, Тh1-клетки), возможно, существенно утрачивают свои функции, что приводит к снижению Т-зависимых иммунных реакций. Это можно объяснить избыточной стимуляцией ацетилхолином м- и н-холинорецепторов, наличие которых на Т- лимфоцитах доказано [5,11]. В результате нарушается оптимальное соотношение цАМФ/цГМФ в иммуноцитах, необходимое для их пролиферации и дифференцировки [11]. Роль неспецифических эстераз в реализации Т-зависимых иммунных реакций, несмотря на давно доказанную возможность их ингибирования антихолинэстеразными соединениями [6], до сих пор не ясна. Безусловно, в реализации иммунотоксических эффектов ХУ антихолинэстеразное (антиэстеразное) действие, по сравнению с другими многочисленными механизмами, играет не основную роль, однако это не исключает его существенное значение в формировании Т-зависимого иммунодефицита [1,3,12].
Данные литературы свидетельствуют [5,6,13], что антихолинэстеразные соединения, ингибируя активность эстераз в Т-лимфоцитах, а также в моноцитах, интактных и активированных лимфокинами естественных клетках-киллерах, ослабляют иммунологический контроль и эффекторные функции, опосредуемые этими клетками. Вероятно, инактивация эстераз иммунокомпетентных клеток снижает эстеразозависимую детоксикацию, в результате чего инициируется процесс лимфомогенеза, подавляется иммунитет к вирусу Эпштейна-Барра и человеческому герпесвирусу-6, способствующим развитию лимфом [13].
Таким образом, острая интоксикация хлорированными углеводородами в дозе, составляющей 0,75 ЛД50, приводит к ингибированию ацетилхолинэстеразы, а-нафтил-АS-ацетатэстеразы и а-нафтил- бутиратэстеразы Т-лимфоцитов, приводящему к супрессии Т-зависимых иммунных реакций.
Список литературы
Забродский, П.Ф. Иммунотропные свойства ядов и лекарственных средств / П.Ф. Забродский. - Саратов, изд. Саратовского мед. ун-та, 1998.-214 с.
Лужников, Е.А. Острые отравления / Е.А Лужников, Л.Г. Костомарова // Руководство для врачей. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Медицина. 2000. - 434 с.
Тиунов, Л.А. 1,2-Дихлорэтан / Л.А. Тиунов // Вредные химические вещества. Углеводороды. Хлорпроизводные углеводородов: Справ. изд. / Под. ред. В.А. Филова и др. - Л.: Химия, 1990.- С. 357-372.
Бадюгин, И.С. Военная токсиколoгия, радиология и защита от оружия массового поражения / Под ред. И.С. Бадюгина / И.С. Бадюгин, П.Ф. Забродский, В.П. Поляруш. - М.: Военное издательство, 1992. - 334 с.
Забродский, П.Ф. Влияние ксенобиотиков на иммунный гомеостаз / П.Ф. Забродский // Общая токсикология/ Под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова.- М.: Медицина, 2002. - С. 352-384.
Fergula, J. The effect of organophosphorus inhibitors, p-nitrophenol and cytocholasin-B on cytotoxic killing of tumor cells and the effect of shaking / J. Fergula, G. L. Ashercon, E. L. Becker // Immunol. - 1972.- Vol. 23.- No 4. - P. 577 - 590.
Szelenyi, J.G. Acetilcholinestrase activity of lymphosytes: an enzyme characteristic of T-cells / J.G. Szelenyi, E. Bartha, S.R. Hollan // Brit. J. Haematol.- 1982.- Vol. 50, N 2. - P. 241-245.
8. Ширшев, С.В. Зависимость внутриклеточного уровня цАМФ интактных спленоцитов от популяционного состава клеточной суспензии и активности циклооксигеназы / С.В. Ширшев // Бюл. эксперим. биол. и мед. -1998.- No6.- с. 666-669.
9. Хейхоу, Ф.Г.Дж. Иммунологическая цитохимия / Ф.Г.Дж. Хейхоу, Д. Кваглино.-М.: Медицина, 1983.-319 с.
10. Ройт, А. Иммунология. Пер. с англ. / А. Ройт, Дж .Бростофф, Д. Мейл. - М.: Мир, 2000. - 582 с.
11. Richman, D.P. Nicotinic acetylcholine receptor: evidence for a functionally distinct receptor on human lymphocytes / D.P. Richman, B.G.W. Arnason // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-1979.-Vol. 76, N 9.-P. 4632-4635.
12.Забродский, П.Ф. Изменение неспецифической и иммунологической резистентности организма при остром отравлении дихлорэтаном / П.Ф. Забродский, В.Ф. Киричук, А.В. Грызунов // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1997.-Т. 123.-No1.-С. 51-53.
13.Newcombe, D.S. Immune surveillance, organophosphorus exposure, and lymphomagenesis / D.S. Newcombe // Lancet.-1991.-N 8792.-P. 539-541
Док. 669304
Опублик.: 30.01.14
Число обращений: 0
Забродский Павел Францевич
|
