Влияние соматотропного гормона на функцию фагоцитирующих клеток крови человека

В настоящее время известно, что соматотропный гормон принимает активное участие в развитии и функционировании иммунной системы организма [3]. Стимулирующее влияние гормона сказывается на тимусе, селезенке, Ти В-лимфоцитах [6], а экспрессия высокоаффинных рецепторов для гормона роста отмечена на клетках костного мозга, тимуса, спленоцитах, периферических лимфоцитах и макрофагах [4]. В последнее время появились данные, свидетельствующие о том, что гормон роста участвует в модуляции фагоцитарного звена иммунитета, которое является важным участком неспецифической резистентности и ранних процессов клеточного специфического иммунного ответа [8]. Целью настоящего исследования является изучение эффектов воздействия гормона роста in vitro на фагоцитарную и бактерицидную активность разных типов клеток периферической крови человека.

Материалы и методы

В работе использовали соматотропный гормон (Somatotropin Human Pituitaries 4 I. U, "Sigma") в конечных концентрациях 1, 10 и 100 нг/мл в соответствии с физиологическими колебаниями уровня гормона в плазме крови человека. Венозную кровь 10 здоровых мужчин в возрасте от 20 до 50 лет оценивали одновременно в тесте, основанном на регистрации поглощения объектов фагоцитоза и в тесте восстановления нитросинего тетразолия (НСТ-тест). Инкубацию проб с гормоном проводили в течение 60 мин. Фагоцитарную активность клеток периферической крови определяли модифицированным методом В. Н. Каплина и соавт. [2]. Особенностями разработанной нами модификации метода оценки фагоцитарной активности лейкоцитов являлись учет фагоцитарной активности для суммы всех типов фагоцитирующих клеток (нейтрофилы, эозинофилы, моноциты) и использование в качестве объектов фагоцитоза тщательно отмытых несенсибилизированных формализированных эритроцитов барана (ФЭБ). Реакцию проводили при оптимальной концентрации ФЭБ (10⁸ клеток/мл) в условиях выхода интенсивности реакции на плато (20 мин, 37°С). Приготовленные мазки для подсчета фагоцитоза фиксировали метанолом и окрашивали по методу Романовского—Гимзы. Подсчет вели среди 300 клеток, потенциально способных к фагоцитозу, отдельно для нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов. Показатели нейтрофильного, моно

Параметры оценки фагоцитарной активности клеток

Название

Значение Процент фагоцитоза

Фагоцитарное число

Фагоцитарный индекс

Абсолютный фагоцитоз

Роль нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов) в фагоцитозе

Индекс стимуляции

Процент фагоцитоза нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов)

Фагоцитарное число нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов)

Фагоцитарный индекс нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов)

Абсолютный фагоцитоз нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов)

Роль в общем фагоцитозе нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов), поглотивших 1 (2, 3, 4, 5) объект Абсолютное число нейтрофилов (моноцитов, эозинофилов). поглотивших 1 (2, 3, 4. 5) объект фагоцитоза

Количество "истинных” фагоцитов (клетки, захватившие объекты фагоцитоза) из 100 подсчитанных фагоцитов

Количество объектов фагоцитоза, которое в среднем приходится на 1 из 100 подсчитанных фагоцитов

Количество объектов фагоцитоза, которое приходится на 1 "истинный" фагоцит

Число фагоцитирующих клеток в I мм³ крови

Процентное число фагоцитирующих клеток от общего абсолютного количества фагоцитов

Отношение роли в общем фагоцитозе отдельных типов фагоцитирующих клеток в пробе с гормоном к их роли в контрольной пробе Количество "истинных" фагоцитов из 100 подсчитанных клеток данной популяции

Количество объектов фагоцитоза, которое в среднем приходится на 1 из 100 подсчитанных клеток данной популяции

Количество объектов фагоцитоза, которое приходится на 1 "истинный" фагоцит данной популяции

Число фагоцитирующих клеток данной популяции в 1 мм³ крови

Процентное число клеток данной популяции, поглотивших I (2, 3, 4. 5) объект фагоцитоза от общего абсолютного количества фагоцитов Число фагоцитирующих клеток данной популяции, поглотивших 1 (2, 3, 4, 5) объект фагоцитоза в 1 мм³ крови цитарного и эозинофильного фагоцитоза рассчитывали по отношению ко всем фагоцитирующим клеткам (табл. 1).

Для оценки функционально-метаболической активности лейкоцитов крови в работе использовали спектрофотометрический вариант НСТ-теста [1]. Для более полной характеристики бактерицидной активности клеток тест проводили в двух вариантах — спонтанном и стимулированном опсонизированными частицами зимозана. Это позволило одновременно выявить фоновую и резервную способность лейкоцитов к продукции синглетных форм кислорода. Результаты вычисляли по формуле А/В • 10⁶ (где А — экстинкция пробы против контроля при длине волны спектрофотометра 710 нм, В — абсолютное содержание потенциальных фагоцитов в I мкл крови) и выражали в условных единицах.

Полученные результаты обрабатывали с помощью компьютерных пакетов программ "ЕхеГ и "Statistica". Достоверность вычисляли по критерию Стьюдента при р < 0,05. Все данные представлены в виде М ± tn.

Результаты и их обсуждение

Недавние исследования влияния соматотропного гормона на фагоцитарную активность клеток крови рыб показали его стимулирующий эффект [8]. Однако эти исследования не ставили задачей изучение влияния гормона роста на отдельные популяции клеток и их роль в общем фагоцитозе. Наше исследование показало, что соматотропный гормон не только дозозависимо стимулирует общую фагоцитарную активность лейкоцитов in vitro, достоверно увеличивая процент фагоцитоза, фагоцитарное число и фагоцитарный индекс лейкоцитов, что согласуется с данными литературы по клиническим исследованиям влияния гормона in vivo [7], но при этом действие гормона неодинаково сказывается на разных типах клеток периферической крови человека (табл. 2).

Наибольшее стимулирующее действие гормон роста оказывает на моноциты, увеличивая их участие в общем фагоцитозе в 3—5 раз по сравнению с контролем (р < 0,05). Количество моноцитов, поглотивших 1, 2 или 3 объекта фагоцитоза, увеличивается с ростом концентрации гормона, при этом индексы стимуляции для клеток, поглотивших 1 объект, составляют 3 (при концентрации гормона

• нг/мл), 4 (при концентрации гормона 10 нг/мл) и
• (при концентрации гормона 100 нг/мл), для поглотивших 2 объекта — 4, 23 и 10 соответственно; моноциты, фагоцитирующие по 3 объекта, появляются при концентрации соматотропного гормона

10 нг/мл (см. рисунок).

Влияние соматотропного гормона на абсолютное число фагоцитирующих моноцитов. Данные представлены в виде М ± т. К — контроль; 1, 10, 100 — концентрации гормона (в нг/мл). * — достоверное отличие от контроля (р < 0.05). а — нефагоцитируюшие моноциты; б — поглотившие 1 объект; в — поглотившие 2 объекта; г — поглотившие 3 объекта.

По осям ординат — абсолютное число (клетки/мм³).

Процент фагоцитоза, фагоцитарный индекс и фагоцитарное число отдельных популяций лейкоцитов в пробах с различными концентрациями соматотропного гормона

Примечание. Здесь и в табл. 3: звездочка — достоверность различий с контролем при р < 0,05.

Второй по значимости мишенью действия гормона, вероятно, являются эозинофилы. Индексы их стимуляции составляют от 2 до 4 по сравнению с контролем. При этом абсолютное число клеток, поглотивших 1 объект фагоцитоза, в присутствии соматотропного гормона достоверно не изменяется, однако появляются эозинофилы, поглощающие по 2 или 3 объекта, и их число дозозависимо растет (эозинофилы, поглотившие 2 объекта, — 13 ± 6, 37 ± 10, 36 + 13 клеток в 1 мм³; эозинофилы, поглотившие 3 объекта, — 0,5 ± 0,4, 5 ± 4, 2 ± 1,5 клетки в 1 мм³ при концентрациях гормона 1, 10, 100 нг/мл соответственно).

Наименьшее действие, по-видимому, соматотропный гормон оказывает на нейтрофилы, их участие в общем фагоцитозе по сравнению с контролем увеличивается всего в 1,5 раза при всех концентрациях гормона. Достоверно снижаются абсолютные числа нефагоцитирующих (868 ± 201 и 540 ± 98 клеток в 1 мм³) и поглотивших 1 объект фагоцитоза (1537 ±206 и 1589 ± 256 клеток в 1 мм³) нейтрофилов при концентрациях гормона 10 и 100 нг/мл соответственно по сравнению с показателями в контроле (2102 ± 298 и 1988 ± 343 клеток в 1 мм³ для нефагоцитирующих и поглотивших 1 объект нейтрофилов соответственно). Одновременно происходит рост числа нейтрофилов, поглотивших 2 (633 ± 209 клеток на 1 мм³ крови в контроле, 1704 ± 332 и 1884 ± 368 клеток на 1 мм³ при концентрациях гормона 10 и 100 нг/мл соответственно) и 3 объекта фагоцитоза (164 ± 67 клеток на 1 мм³ крови в контроле, 552 ± 106 и 687 ± 204 клетки на 1 мм³ при концентрациях гормона 10 и 100 нг/мл соответственно). Абсолютные числа нейтрофилов, поглотивших 4 или 5 объектов, достоверно увеличиваются только при концентрации гормона роста 10 нг/мл и составляют 58 ± 20 и 9 ± 4 клетки в 1 мм³ по сравнению с показателями в контроле — 1 и 0 клеток в 1 мм³ для нейтрофилов, поглощающих 4 и 5 объектов, соответственно. Индексы стимуляции при этом составляют для нейтрофилов, поглотивших 2 объекта, 1, 2, 2, для поглотивших 3 объекта — 1, 3, 3, для поглотивших 4 объекта — 0,7, 3, 1, при концентрациях соматотропного гормона 1, 10 и 100 нг/мл соответственно. При концентрации гормона 10 нг/мл появляются нейтрофилы, поглощающие по 5 объектов.

Следует предположить, что избирательное действие соматотропного гормона на популяции лейкоцитов периферической крови является следствием различной экспрессии и (или) аффинности рецепторов для гормона на клетках разных популяций. Если это допущение справедливо, то максимальная экспрессия и (или) аффинность рецепторов характерны для моноцитов, которые, как известно, принимают участие в синтезе регуляторных агентов, например различного рода колониестимулирующих факторов для остальных типов клеток. Влияние гормона на эозинофилы также может быть косвенным свидетельством существования рецепторов для гормона роста и на этом типе клеток или возможности опосредованного действия на них соматотропина посредством синтеза активирующих агентов другим типом клеток. Менее выраженное влияние гормона на фагоцитарную активность нейтрофилов компенсируется их преобладающим количеством в крови. Кроме того, нельзя исключить и возможность опосредованного действия соматотропного гормона через рецепторы к пролактину на нейтрофилах [5].

Стимулирующее действие соматотропного гормона на лейкоциты при концентрации 1 нг/мл проявляется в увеличении числа клеток, участвующих в фагоцитозе. Концентрация гормона 10 нг/мл дает еще и увеличение интенсивности поглощения объектов фагоцитоза каждой клеткой. При концентрации гормона 100 нг/мл число фагоцитирующих клеток снижается, а количество объектов на каждую фагоцитирующую клетку по сравнению с предшествующей концентрацией не изменяется.

Исследование показало, что соматотропный гормон увеличивает стимулированную зимозаном продукцию активных форм кислорода лейкоцитами, не изменяя ее спонтанный уровень (табл. 3), что может свидетельствовать о недостаточности одного лишь гормонального сигнала соматотропина для запуска внутриклеточных механизмов бактерицидное™. Максимальная стимуляция активности наблюдается при концентрации гормона 10 нг/мл. При 100 нг/мл наблюдается тенденция к уменьше Спонтанный и стимулированные уровни НСТ-теста (в усл. ед.) в пробах с различными концентрациями соматотропного гормона

нию активности по сравнению с предшествующей концентрацией. Корреляционный анализ показал, что увеличение бактерицидной активности коррелируете процентом фагоцитоза (г = 0,82; р < 0,05), фагоцитарным числом (г = 0,60; р < 0,05) и фагоцитарным индексом (г = 0,46; р < 0,05), вычисленными для суммы фагоцитирующих клеток разного типа. Таким образом, гормон стимулирует не только механизмы захвата объектов фагоцитоза, но и интенсивность переваривания клеткой уже поглощенных объектов.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности и демонстрируют направленность непосредственного влияния гормона роста на функции отдельных популяций лейкоцитов периферической крови человека.

Выводы

1. Соматотропный гормон дозозависимо стимулирует общую фагоцитарную активность лейкоцитов in vitro. Максимальной стимулирующей активностью обладает концентрация гормона 10 нг/мл.
2. Наибольшее действие соматотропный гормон оказывает на моноцитарный фагоцитоз.
3. Соматотропный гормон увеличивает стимулированную зимозаном бактерицидную активность лейкоцитов, не изменяя ее спонтанного уровня. Максимальное увеличение активности наблюдается при концентрации гормона 10 нг/мл. Стимуляция бактерицидной активности клеток крови положительно коррелируете увеличением их фагоцитарной активности и количеством поглощаемых объектов.