Влияние гистамина на регуляцию иммунологической реактивности у человека

УДК 612.017.1:615.218.1

СТАВИНСКАЯ Ольга Александровна, аспирант лаборатории экологической иммунологии Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН. Автор 23 научных публикаций

РЕПИНА Вероника Павловна, аспирант лаборатории экологической иммунологии Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН. Автор 28 научных публикаций

ПОЛЕТАЕВА Анна Васильевна, аспирант лаборатории экологической иммунологии Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН. Автор одной научной публикации

ДОБРОДЕЕВА Лилия Константиновна, доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН. Автор 200 научных работ, в т.ч. 8 монографий

ВЛИЯНИЕ ГИСТАМИНА НА РЕГУЛЯЦИЮ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАКТИВНОСТИ У ЧЕЛОВЕКА

В работе исследованы особенности иммунологических показателей сыворотки крови мужчин северян с различной концентрацией гистамина. Выяснено влияние гистамина на содержание фенотипов лимфоцитов и интенсивность фагоцитоза. Выявлены корреляционные взаимосвязи содержания гистамина с уровнем цитокинов и количеством иммуноглобулинов А, Е, М, G.

Гистамин, иммунологическая реактивность, мужчины, лимфоциты, цитокины, иммуноглобулины

В настоящее время большое значение приобретает изучение роли иммунных факторов регуляции, в частности, гистамина, который активно участвует в нервных и гуморальных реакциях организма, обеспечивая многочисленные модуляторные эффекты [1, 2, 3]. В связи с этим целью исследования явилось выяснение роли гистамина в регуляции иммунологической реактивности, развитии приспособительных и компенсаторных реакций иммунной системы и сохранении резервных возможностей человека.

Методика. Обследуемые. Исследовалась иммунологическая реактивность 103 мужчин в возрасте от 26 до 55 лет, родившихся и проживающих на территории Архангельской области, практически здоровых на момент обследо-

вания. Для изучения механизмов действия гистамина общая группа обследуемых лиц была поделена нами на три подгруппы: с нормальным (п=50), пониженным (п=16) и повышенным (п=26) содержанием гистамина в крови (таблица 1). Группы были практически равноценны по возрасту 48,3±1,4, 44,4±1,1 и 47,5±1,3 лет.

Иммунологические методы. Определяли содержание в периферической крови различных фенотипов лимфоцитов с помощью непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием препаратов лимфоцитов типа «высушенной капли». Изучены лейкограмма, фагоцитарное число и фагоцитарный показатель. Концентрации гистамина, цитокинов и иммуноглобулинов определены в сыворотке крови методом ИФА

Таблица 1

Средние иммунологические показатели в группах с нормальной, пониженной и повышенной концентрацией гистамина

Показатели, ед. изм. Г руппы обследованных M±m Норма

Гистамин, нг/мл Первая 0,49±0,023 О, 7 о"

Вторая 0,18±0,022***

Третья 1,94±0,034***

Лимфоциты, х109 кл/л Первая 2,61±0,1 1,2—3,5

Вторая 1,79±0,108***

Третья 1,81±0,09***

Фагоцитарный показатель, % Первая 48,7±3,24 50-70

Вторая 50,69±2,905**

Третья 48,2±3,003

Фагоцитарное число, шт. Первая 6,58±0,811 10

Вторая 7,69±0,617**

Третья 6,48±0,781

Примечание. Первая - группа нормы гистамина п=50, вторая - группа с недостатком гистамина п=16, третья -группа с избытком гистамина п=26; *** - р<0,001, ** - р<0,01, * - р<0,05 (в сравнении с моделью нормы гистамина).

с реактивами IBL (Гамбург), Biosource (Европа), Seramun Diagnostica и Dr. Fooke Laboratorien (Германия).

Статистические методы. Проверка нулевой гипотезы о равенстве всех средних в исследуемых группах осуществлялась с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Статистическая значимость различий между группами была выявлена при помощи критерия Ньюмена-Кейлса, при этом различия сравниваемых показателей принимались достоверными при уровне значимости p<0,05—0,001. Также проводился корреляционный анализ с вычислением непараметрического коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r) и оценкой его достоверности (р<0,01).

Результаты исследования и обсуждение. В группе с пониженным содержанием гистамина наблюдается сокращение фагоцитарных возможностей организма: у 62,5% лиц снижается фагоцитарный показатель, у 75% - фагоцитарное число. Подобная картина складывается и в описании иммунных дисбалансов

группы с повышенным содержанием гистамина. Отмечается наличие выраженного лимфо-цитоза (в 30,8% случаев) на фоне снижения уровня фагоцитоза (таблица 1), при этом частота регистрации сниженного фагоцитарного показателя составляет 50%, а фагоцитарного числа - 69,2%.

Установлено, что повышение содержания гистамина в крови снижает концентрации ГЬ-6 почти в 3 раза, а Т№-а - в 1,5 раза (соответственно с 32,98±0,63 до 22,48±0,53 пг/мл и с 34,34±1,26 до 12,35±1,18 пг/мл; р<0,05). На этом фоне регистрируется уменьшение концентрации свободного растворимого рецептора s-TNF-R1 (4,64±0,12 и 3,64±0,06 нг/мл; р<0,05), превышение его содержания относительно нормы выявлено в 11,5% случаев. Вышеприведенная тенденция отмечается и среди лиц с низкими концентрациями в крови гистамина. Так, происходит уменьшение количества Т№^а и растворимого рецептора к нему в 2 раза по сравнению с показателями из группы нормальных значений содержания гистамина (соответственно с 32,98±0,63

до 15,88±0,64 пг/мл и с 4,64±0,12 до 2,19±0,22 нг/мл; р<0,01). Концентрация 1Ь-6 также сокращается с 34,34±1,02 до 14,64±1,17 пг/мл (р<0,01). На этом фоне отмечается прямая коррелятивная взаимосвязь между содержанием медиатора и количеством ГЬ-10, являющимся противовоспалительным цитокином широкого спектра действия [4].

При анализе фенотипической активности лимфоцитов наблюдается резкое снижение количества лимфоцитов с маркером CD3+ во всех исследуемых группах. Данное явление характеризуется уменьшением среднего значения, которое находится ниже общепринятых границ вне зависимости от уровня содержания гистамина (таблица 2). Одновременно происходит масштабное увеличение частоты регистрации дефицитных состояний. Наиболее сильное снижение концентрации CD3+ выявляется в группе с повышенным содержанием гистамина (р<0,01). Такая же картина отмечена и в отношении CD4+. Дефицит Т-хелперов подтвержда-

ется частотой встречаемости пониженных значений от 43,75% у лиц с дефицитом гистамина до 84,6% случаев, регистрируемых среди лиц с повышенным содержанием гистамина.

Абсолютное содержание CD5+ ниже нормы у всех обследуемых людей, причем наибольшее снижение (в 4 раза) определяется в группе с повышенным содержанием гистамина; этот факт подтверждает наиболее высокий уровень случаев дефицита CD5+ (38,5%). Следует подчеркнуть, что подобные реакции со стороны лимфоцитов с маркером CD5+ на Севере являются ожидаемыми, ибо их аномально низкие уровни регистрируются довольно часто [5, 6]. Концентрация CD10+ во всех изучаемых группах находится в пределах нормы, однако выявляется значительный разброс средних показателей, а именно: среди лиц с пониженным содержанием гистамина снижение количества CD10+ наиболее выражено. Профицитные концентрации гистамина также ассоциируются со снижением количества данного фенотипа в крови.

Таблица 2

Содержание различных фенотипов лимфоцитов в группах с нормальной, пониженной и повышенной концентрацией гистамина

Показатели, ед. изм. Группы обследованных M±m Норма

CD3+, х109 кл/л Первая 0,61±0,036 1,0-2,4

Вторая 0,63±0,051**

Третья 0,52±0,033**

CD4+, х109 кл/л Первая 0,54±0,036 0,4-0,8

Вторая 0,61±0,038***

Третья 0,57±0,038*

CD5+, х109 кл/л Первая 0,76±0,032 1,5-2,5

Вторая 0,65±0,050**

Третья 0,54±0,034**

CD8+, х109 кл/л Первая 0,27±0,032 0,2-0,4

Вторая 0,43±0,044*

Третья 0,21±0,034*

CD10+, х109 кл/л Первая 0,51±0,024 0,05-0,6

Вторая 0,12±0,043**

Третья 0,22±0,025**

Таблица 2. Окончание

Показатели, ед. изм. Группы обследованных М±т Норма

СБ16+, х109 кл/л Первая 0,23±0,033 0,03-0,5

Вторая 0,39±0,041*

Третья 0,36±0,024*

СБ25+, х109 кл/л Первая 0,54±0,036

Вторая 0,21±0,033**

Третья 0,30±0,025***

СБ71+, х109 кл/л Первая 0,26±0,034 0,04-0,3

Вторая 0,09±0,038**

Третья 0,18±0,021**

СБ71+, х109 кл/л Первая 0,26±0,034 0,04-0,3

Вторая 0,09±0,038**

Третья 0,18±0,021**

СБ95+, х109 кл/л Первая 0,73±0,054 0,6-3,6

Вторая 0,50±0,038**

Третья 0,46±0,039**

НЬАБЯ, х109 кл/л Первая 0,65±0,045 0,1-0,75

Вторая 0,23±0,049**

Третья 0,10±0,039*

Интересная картина складывается с содержанием фенотипов лимфоцитов с рецептором к ГЬ-ГГ, где максимальная средняя величина приходится на группу с нормальным уровнем гистамина, минимальная же наблюдается у лиц с пониженным содержанием гистамина (р<0,01). Кроме изменения содержания СD25+ процесс активизации лимфоцитов достигается посредством увеличения концентраций Т-кле-ток с рецепторами к трансферину (СD71+) и с антигенами гистосовместимости класса ГГ (НLADR+). Отмечены случаи дефицита содержания НLADR+ (7,4%) и превышения уровня нормы СD71+ (24,6%). В соответствии с ингибиторным влиянием повышенных концентраций гистамина на процессы пролиферации и активизации Т-лимфоцитов регистрируется снижение

содержания в крови лимфоцитов, меченных к апоптозу (CD95+). Та же тенденция наблюдается среди лиц с пониженным уровнем изучаемого амина. Данное обстоятельство подтверждает зависимость регуляции апоптоза иммуно-компетентных клеток со стороны гистамина [7].

Повышенные и пониженные значения гистамина ассоциированы с уменьшением количества молодых форм лимфоцитов (CD10+), а также зрелых активированных Т-клеток (г= -0,38-0,77; р<0,01). Это является отличительной характеристикой именно данных выборок, так как у лиц с нормальными величинами гистамина уровень пролиферирующих лимфоцитов соответствует физиологическим границам. Выявлена отрицательная корреляция между содержаниями гистамина и активированных

Т-лимфоцитов с рецепторами к ГЬ-2 (CD25+), трансферину (CD71+) и главному комплексу гистосовместимости класса II (HLADR+). Таким образом, подтверждается угнетающее действие гистамина на процессы пролиферации и дифференцировки Т-лимфоцитов [1].

При низких уровнях гистамина отмечается увеличение средней концентрации цитотокси-ческих лимфоцитов относительно группы нормы (CD8+) с формированием положительной корреляции с содержанием гистамина. Указанный факт явно свидетельствует о регулирующем влиянии медиатора на функциональную активность №К.

По нашим данным, концентрации всех рассматриваемых антител имеют значительные сдвиги от нормальных показателей. Так, в группе с повышенными величинами гистамина количество IgE составляет 176,71±23,07 МЕ/мл, что значительно превышает физиологические границы содержания реагинов. Это находит свое подтверждение в увеличении частоты регистрации повышенных IgE и усилении корреляционной взаимосвязи с содержанием гистамина в группе лиц с высоким уровнем медиатора (г=0,46-0,85; р<0,05). Обратная тенденция наблюдается у лиц с пониженным уровнем гистамина (85,64±24,77 МЕ/мл; р<0,001), где отмечается превышение нормы ^Е лишь в 4,8% случаев и ослабление корреляции с концентрацией гистамина (г=0,85-0,13; р<0,05). В литературных данных приводятся факты угнетающего действия гистамина на содержание ^Е; механизм данного иммунодепрессивного влияния не известен. Имеются сведения о неспецифической супрессии антителообразования гистамином за счет ингибиции синтеза или активности факторов миграции макрофагов и моноцитов [8].

В ответ на укрепление позиций ^Е в модели с профицитом гистамина концентрация ^А снижается до 1080±115,02 мкг/мл по сравнению с 1120±152,72 мкг/мл у лиц с нормальными показателями гистамина (р<0,01). Что касается группы с пониженными величинами гистамина, то здесь отмечается увеличение среднего уровня ^А более чем в 2 раза (2308,62±116,47 мкг/мл, р<0,01). При этом во всех исследуемых моде-

лях выявлено незначительное превышение общепринятых границ содержания ^А (в 17%, 23%, 18,2% случаев) и отрицательные корреляционные связи с содержанием гистамина в крови (г= - 0,46, г= - 0,37, г= - 0,32; р<0,05). Тот же вектор изменения концентрации ^А отмечен относительно содержания ^М: с увеличением количества гистамина уменьшается содержание указанного класса антител (с 1875,50±345,23 до 1233,52±125,23 мкг/мл; р<0,01) и, наоборот, снижение содержания гистамина ассоциируется с повышением ^М (2140,09±269,31 мкг/мл; р<0,01). Частота регистрации повышенных уровней ^М составляет в исследуемых группах 31%, 49,3%, 23,1%, что также характеризует обозначенную тенденцию. Однако в отличие от ^А корреляционная взаимосвязь содержания ^М и гистамина складывается совершенно иначе и является прямой (г=0,43, г=0,31, г=0,32; р<0,05). Дисбалансу содержания сывороточных иммуноглобулинов А и М сопутствует низкий уровень реактивности со стороны IgG. Оставаясь в пределах физиологических границ, концентрации иммуноглобулина G в моделях с повышенными и пониженными значениями гистамина (9305,14±262,98 и 8672,2±319,95 мкг/мл) статистически достоверно ниже по сравнению с группой нормы медиатора (12699,64±362,33 мкг/мл; р<0,05). Данная закономерность дополнительно подтверждается частотой регистрации дефицита IgG (38,50 и 31,80%).

Таким образом, установлено, что гистамин, изменяя химическую среду межклеточного пространства, оказывает влияние на все этапы развития лимфоцита (пролиферации, дифферен-цировки и апоптоза) и уровень его функциональной активности. Все вышесказанное, в какой-то мере, объясняет напряжение иммунного статуса у северян, обусловленное дискомфортными условиями проживания, колебаниями содержания в крови исследуемого медиатора. Вполне возможно, что именно изменение уровня гистамина под влиянием колебаний климатических параметров приводит к формированию вторичных экологически зависимых иммунодефицитов.

Список литературы

1. Руководство по иммунофармакологии / под ред. М.М. Дейла, Дж.К. Формена. М., 1998.

2. Lorini R.M., Chong S. U. Assessment of histamine-releasing activity of sera from patients with chronic urticaria showing positive autologous skin test on human basophils and mast cells // Clin. and Exp. Allergy. 2004. N° 34 (7). P. 1111— 1114.

3. ПрошинаЛ.Я. Исследование гистамина и серотонина в одной пробе крови // Лаб. дело. 1981. № 2. С. 90-92.

4. Carding S. Cytokines in T cell development // Immunol. Today. 1991. № 12. P. 239-244.

5. Добродеева Л.К. Иммунологическая реактивность человека на Севере: информ. материалы. Архангельск, 1993.

6. Добродеева Л.К., Щеголева Л. С., Жилина Л.П. Заболеваемость и состояние иммунитета у человека на Севере // Актуальные проблемы экологической физиологии человека на Севере: тезисы докл. симпозиума. 2001. C. 23-24.

7. PlautM., Lichtenstein L.M. Histamine and immune responses / Ganellin C.R., Parsons M.E. et. al. // Pharmacology of Histamine Receptors. Bristol. Wright PSG. 1982.

8. Leung D. Y. Mechanisms controlling the human immunoglobulin E response: new direction in the therapy of allergic diseases // Pediatr. Res. 1993. № 33. P. 56-61.

Stavinskaya Olga, Repina Veronika, Poletaeva Anna, Dobrodeeva Lilia HISTAMINE INFLUENCE ON THE HUMAN IMMUNE REACTIVITY REGULATION

Peculiarities of blood serum immune indices in the Northern men with different histamine concentrations are studied in the paper. The histamine influence on the lymphocyte phenotypes content and phagocytic activity is ascertained. The histamine content correlated connections with the cytokine level and the А, Е, М, G antibody quantity are revealed.

Рецензент - Волокитина Т.В., доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии и патологии развития человека, заместитель директора Института развития ребенка Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова