THE INFLUENCE OF INFRARED RADIATION ON THE MEMBRANOUS PHOSPHOLIPID LEVELS IN LYMPHOCYTES AND PLATELETS DURING THE TREATMENT OF CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE IN EXPERIMENT

Full Text

Современная медицина, констатируя многочисленность клинических проявлений хронической об-структивной болезни легких (ХОБЛ), все чаще относит ее к системной патологии [1, 2, 12]. Однако не все особенности данного заболевания возможно изучить на клиническом материале в силу этико-деонтологических обстоятельств. Механизмы возникновения и эволюции бронхиальной обструкции, обусловливающие специфичность клинических проявлений ХОБЛ, сложны и во многом еще не известны. Поэтому остро встает вопрос об экспериментальных исследованиях ХОБЛ, которые будут способствовать пониманию молекулярных и клеточных особенностей ее патогенеза. Поскольку мембранные фосфолипиды (ФЛ) обеспечивают морфофункциональную целость клеток респираторного тракта, их состояние в норме и при патологии может послужить информативным маркером при хронических заболеваниях легких [3, 5, 6, 8]. В связи с вышеизложенным целью нашей работы стало изучение фосфолипидного состава мембран лимфоцитов и тромбоцитов периферической крови крыс с экспериментальной ХОБЛ и их изменение под влиянием инфракрасного (ИК) излучения. В области клеточной иммунологии на основании изучения молекулярных механизмов действия антигенов и иммуномодуляторов в настоящее время важной считают проблему исследования метаболизма липидов клеточных мембран иммунокомпетентных клеток. Липидные компоненты клетки принимают непосредственное участие в процессах клеточной активации, продукции медиаторов иммунного ответа, в регуляции фагоцитоза и цитотоксических реакций, что определяет их значение в гомеостазе и стабилизации иммунных реакций организма. Известно, что мембраны на 80% состоят из ФЛ, которые несут на себе основную функциональную нагрузку при распознавании «своего» и «чужого» в процессах активации и кооперации клеток под влиянием эндо- и экзогенных воздействий [5, 6, 8]. Становится очевид- ным, что количественные изменения мембранных ФЛ переходят в качественные, отражающиеся в изменении соотношений отдельных фракций ФЛ, что подтверждается ранее проводимыми исследованиями ряда авторов. Материалы и методы Модель ХОБЛ воспроизводилась у 60 белых беспородных крыс-самцов массой тела 120-180 г под ежедневным влиянием табачного дыма при помещении животных в специальную «курительную» камеру на 30-40 мин в сутки в течение 2 мес [13, 15]. В камере создавали необходимую концентрацию табачного дыма, показателем которой служило содержание окиси углерода, определяемое с помощью газоанализатора УГ-2. Обследованы 3 группы животных: в 1-й группе были животные с моделированной ХОБЛ без лечения; 2-я группа включала животных с ХОБЛ, получавших терапию в виде воздействия ИК-излучением. В качестве контроля были взяты 10 крыс, содержавшиеся в аналогичных условиях, но без контакта с табачным дымом (3-я группа). Фототерапию в виде воздействия инфракрасным излучением на область легких проводили с помощью медицинских излучателей серий KL, ZB и GI, (метод Р.Х. Рахимова), используя лампы с различным составом керамического покрытия, генерирующие импульсы в диапазоне длин волн от 8 до 50 мкм (выпускаемые и зарегистрированные в Республике Узбекистан под названием «излучатели медицинские: GI, ZB, KL»). Ранее выполненными исследованиями было установлено, что излучатели серии GI воздействуют на патогенную флору, обладают антимикробным и противовоспалительным свойствами, на основании чего могут применяться для лечения инфекционных и воспалительных заболеваний [9, 11, 14]. Животные с ХОБЛ получали ИК-излучение ежедневно в количестве 10 процедур на курс. Продолжительность процедур составляла от 5 мин первые 5 дней до 10 мин - в последующие. Исследования ФЛ у интактных крыс и животных с моделью ХОБЛ проводили до лечения, после 10 процедур и на 30-е сутки после его окончания. При декапитации животных забирали кровь и выделяли лимфоциты путем центрифугирования в градиен- ФИЗИОТЕРАПИЯ, БАЛЬНЕОЛОГИЯ и РЕАБИЛИТАЦИЯ 4/2012 те плотности фиколл-верографин по общепринятой методике (A. Boum, 1968). Для исследования фос-фолипидных фракций лимфоцитов и тромбоцитов применяли метод высокоэффективной проточной горизонтальной хроматографии, а количественные определения проводили денситометрическим и фотометрическим методами [7]. Статистическую обработку результатов проводили по программе Microsoft Excell 7,0 (анализ данных с использованием описательной и итоговой статистики). При этом вычисляли М - среднее арифметическое вариационного ряда, m - среднюю квадратичную ошибку и среднее квадратичное отклонение. Достоверность сдвигов и различий сравниваемых показателей оценивали по t-критерию Стьюдента. Достоверными считали различия, при которых p < 0,05. Результаты и обсуждение У здоровых экспериментальных животных в мембранах лимфоцитов и тромбоцитов были определены следующие фракции ФЛ (в мкг липида на 1 мг белка): ФХ (фосфатидилхолин) - 40,10 ± 1,04; ФЭ (фосфатидилэтаноламин) - 32,30 ± 0,47; ЛФХ (лизофосфатидилхолин) - 3,41 ± 0,06; ЛФЭ (лизофосфатидилэтанола-мин) - 5,00 ± 0,14; СЖК (свободные жирные кислоты) - 19,30 ± 0,16; ОФЛ (общие фосфолипиды) - 158,40 ± 1,31, а также активность эндогенных фосфалипаз в условных единицах на 1 мг белка: ФаА2 (эндогенная фосфо-липаза А2) - 3,10 ± 0,12); ФС (фосфолипаза С) - 4,95 ± 0,11 и ФД (фосфолипаза Д) - 2,84 ± 0,06. Эти данные были взяты за основу в качестве контроля (К). На 60-е сутки воздействия табачным дымом была получена модель экспериментальной ХОБЛ [4]. У животных с ХОБЛ количественный состав ФЛ мембран лимфоцитов и тромбоцитов периферической крови был значительно изменен и достоверно отличался от контроля (см. таблицу). Так, в лимфоцитах величина показателей ФХ и ФЭ по сравнению с контролем была достоверно снижена на 32 и 43%, а содержание ЛФХ и ЛФЭ повышено почти в 2 раза (до 200 и 184% соответственно). Содержание СЖК составило в среднем по группе 147%, а ОФЛ - 82%. Наблюдалось повышение эндогенных липаз - ФС и ФД, и особенно ФаА2 (до 177, 164 и 154% соответственно), что подтверждало факт активации важнейших ферментов, сопровождающих процесс воспаления при ХОБЛ. Аналогичные статистически значимые изменения выявлены при исследовании фосфо-липидного состава мембран тромбоцитов, однако по сравнению с контролем в тромбоцитах определялось более высокое содержание ФД (в 4 раза), тогда как превышение ФаА2 и ФС достигало только 27 и 38% соответственно. Таким образом, воспроизведенная экспериментальная ХОБЛ у животных сопровождалась достоверным количественным изменением основных фракций ФЛ в мембранах лимфоцитов и тромбоцитов периферической крови, что, по-видимому, отражает системные изменения обменных процессов организма. Ранее в исследованиях была доказана необычайно важная роль мембранных липидов в процессах клеточной активации, продукции медиаторов иммунного ответа, регуляции фагоцитоза и цитотоксических реакциях. Это определяет важную роль ФЛ в иммунном гомеостазе организма. Нарушения фосфолипид-ного обмена лежат в основе развития деструктивных процессов в мембранах, изменение их состава связано с развитием воспалительных заболеваний легких [8, 10]. Результаты по исследованию мембранных ФЛ лимфоцитов и тромбоцитов после 10 процедур и через 30 сут после курсового воздействия ИК-излучением у животных с ХОБЛ по сравнению с группой не леченных животных представлены в таблице. Влияние ИК-излучения на содержание фосфолипидов (в мкг липида на 1 мг белка) и эндогенных фосфолипаз (в усл ед. на 1 мг белка) в мембранах лимфоцитов и тромбоцитов животных с ХОБЛ до и после лечения (M±m) Показа тель Показатель до лечения Показатели после лечения Контроль после 10 процедур через 30 сут после лечения Лимфо циты: ФХ 40,10 ± 1,04 27,37 ± 0,59** 30,60 ± 0,76# 33,50 ± 1,00# ЛФХ 3,41 ± 0,06 6,91 ± 0,13** 6,02 ± 0,15# 5,04 ± 0,12# ФЭ 32,30 ± 0,47 18,30 ± 0,54* 22,83 ± 1,19# 23,60 ± 0,57# ЛФЭ 5,00 ± 0,14 9,20 ± 0,21** 8,48 ± 0,21 8.00 ± 0,20# СЖК 19,30 ± 0,16 28,40 ± 0,55** 24,30 ± 0,56# 24,30 ± 0,42# ОФЛ 158,4 ± 1,3 130,3 ± 1,3** 136,7 ± 2,9 137,5 ± 3,6 ФаА2 3,10 ± 0,12 5,53 ± 0,14** 5,10 ± 0,12 4,80 ± 0,08# ФС 4,95 ± 0,11 8,18 ± 0,19** 7,80 ± 0,16 7,60 ± 0,21# ФД 2,84 ± 0,06 4,27 ± 0,11** 3,93 ± 0,13# 3,85 ± 0,08# Тромбо циты: ФХ 64,30 ± 0,39 42,30 ± 0,98** 47,80 ± 0,85# 48,40 ± 0,92# ЛФХ 4,20 ± 0,22 7,70 ± 0,13** 7,20 ± 0,14# 6,90 ± 0,18# ФЭ 30,10 ± 0,92 22,30 ± 0,69** 25,10 ± 0,59# 25,80 ± 0,60# ЛФЭ 6,70 ± 0,24 11,10 ± 0,4** 9,50 ± 0,19# 9,40 ± 0,27# СЖК 17,00 ± 0,16 23,48 ± 0,68** 20,90 ± 0,54# 21,00 ± 0,55# ОФЛ 173,5 ± 1,0 142,3 ± 3,4** 149,8 ± 3,1 152,1 ± 2,6# ФаА2 4,12 ± 0,12 5,23 ± 0,13** 4,83 ± 0,09 4,70 ± 0,10# ФС 5,72 ± 0,08 7,90 ± 0,20** 7,10 ± 0,14# 7,00 ± 0,19# ФД 0,98 ± 0,05 4,30 ± 0,09** 3,40 ± 0,06# 2,90 ± 0,09# Примечание. * - достоверность различий показателей до лечения по сравнению с контролем (* - p < 0,05 и ** - p < 0,01); # - достоверность различии показателей после лечения по сравнению с соответствующими показателями до лечения (# - p < 0,05). И 4/2012 ФИЗИОТЕРАПИЯ, БАЛЬНЕОЛОГИЯ и РЕАБИЛИТАЦИЯ Если средние значения изучаемых показателей ФЛ у животных с ХОБЛ до начала лечения отличались от контроля высокой степенью достоверности, то при сравнении их с показателями после лечения с использованием ИК-излучения выявлена существенная положительная динамика, сохраняющаяся, а в ряде случаев усиливающаяся через 30 дней после окончания лечения. В частности, после 10 процедур воздействия ИК-излучением по сравнению с данными до начала лечения ХОБЛ в лимфоцитах наблюдалось повышение содержания ФХ, ФЭ на 8 и 14% и снижение показателей ЛФХ и ЛФЭ соответственно на 24 и 14%. В тромбоцитах повышение уровня ФХ и ФЭ на 8 и 9% сопровождалось снижением ЛФХ и ЛФЭ на 12 и 24% соответственно. Через 30 сут после окончания воздействия ИК-излучения в мембранах лимфоцитов определялись такие количественные изменения ФЛ: повышение ФХ, ФЭ на 16 и 16% и снижение ЛФХ и ЛФЭ на 53 и 24% по сравнению с соответствующими показателями до лечения. В мембранах тромбоцитов показатели ФХ и ФЭ были повышены на 9 и 12%, тогда как ЛФХ и ЛФЭ снижены на 11 и 26%, однако при этом оставаясь выше контрольных значений. Содержание СЖК, ОФЛ и эндогенных липаз ФаА2, ФС и ФД в результате действия ИК-излучения также приближались к контролю. Было установлено, что у животных на 30-е сутки после воздействия ИК-излучения по сравнению с группой, не получавшей воздействия физическим фактором, наблюдалась существенная позитивная динамика в виде тенденции к нормализации фосфо-липидного состава мембран как лимфоцитов, так и тромбоцитов. Изменения их содержания в процессе лечения (после 10 процедур и через 30 сут после воздействия) были однотипны и не отличались какой-либо специфичностью, что, по-видимому, отражает общие процессы воспалительной реакции в тканях легких. Однако следует отметить, что обменные процессы в лимфоцитах проходят на фоне более высоких концентраций ФХ и ЛФХ, ФЭ и ЛФЭ, СЖК, ФаА2 и ФС, тогда как в мембранах тромбоцитов появляется более высокая активность ФД. У животных с ХОБЛ под влиянием ИК-излучения наблюдались положительные количественные изменения с приближением результатов к значениям группы, т. е. тенденцией к нормализации основных фракций фосфолипидов, что должно способствовать нормализации структуры и функционирования лимфоцитов и тромбоцитов. Ранее аналогичное нормализующее действие на фосфолипидный спектр мембран эритроцитов было выявлено у крыс с экспериментальным хроническим воспалением легких под влиянием фототерапии синим светом, а также под действием зеленого света [3, 11]. Полученные нами данные по изучению содержания ФЛ в мембранах лимфоцитов и тромбоцитов свидетельствуют, что воспалительные процессы при ХОБЛ проходят на фоне значительного изменения количественного состава основных фракций ФЛ в мембранах лимфоцитов и тромбоцитов периферической крови, и это отражает нарушение обменных процессов в организме. Применение ИК-излуче-ния на фоне сформированной экспериментальной ХОБЛ способствует существенному улучшению измененных показателей ФЛ, что наблюдается после 10 процедур ИК-облучения и прослеживается через 30 сут после его окончания. Учитывая, что лимфоциты являются основными представителями иммунокомпетентных клеток, по-видимому, фосфо-липидный состав мембран лимфоцитов отражает патологические изменения их состояния в системе иммунитета при ХОБЛ и нормализацию под влиянием ИК-излучения.

About the authors

Yu. Kh Tadzhikhodzhaeva

Republican Specialized Research and Practical Medical Centre of Therapy and Medical Rehabilitation, Ministry of Health, Republic of Uzbekistan

Email: yulduzxon72@mail.ru

References

Supplementary files