ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АПОПТОЗА В УСЛОВИЯХ ЭКСПОЗИЦИИ СТАБИЛЬНЫМ СТРОНЦИЕМ

Высокорегулируемую форму запрограммированной смерти клетки с характерными морфологическими и биохимическими признаками определяют как апоптоз. Разнообразные факторы, в том числе и металлы, способны оказывать воздействие на интенсивность протекания реакции запрограммированной клеточной гибели. Цель работы – моделирование в системе in vitro апоптоза в условиях экспозиции стабильным стронцием. Обследовали детское население, потребляющее питьевую воду с повышенным содержанием стронция (Sr²⁺) (n = 49). Уровень апоптоза лимфоцитов определяли на проточном цитометре с помощью окрашивания аннексином V, конъюгированным с FITC (AnnV-FITC), и пропидиум йодидом (PI), определяли AnnV-FITC⁺PI^- – ранний апоптоз, AnnV-FITC⁺PI⁺ – поздний апоптоз и некроз. Лейкоциты, выделенные у обследуемого контингента, инкубировали со Sr²⁺ в концентрации 7,0 мг/дм³ (концентрация, соответствующая ПДК для воды водных объектов) в течение 4 часов при 37 ºС. Экспрессию маркеров апоптоза CD95 и р53 проводили методом проточной цитометрии с использованием меченых моноклональных антител. Экспозиция стронцием in vitro характеризовалась достоверным снижением уровня экспрессии регуляторных факторов апоптоза мембранного маркера CD95 и внутриклеточного транскрипционного белка р53 в 1,56 раза и в 1,68 раза соответственно. Одновременно отмечено достоверное уменьшение в 4,68 раза количества AnnV-FITC⁺PI^- клеток, а также статистически значимое повышение в 1,35 раза процентного содержания AnnV-FITC⁺PI⁺ клеток. Кроме того, во всех пробах количество AnnV-FITC⁺PI^- лимфоцитов было ниже физиологической нормы и контрольных значений, а количество проб, где содержание AnnV-FITC⁺PI⁺ лимфоцитов превышало установленные нормативы и контрольные значения, составляло 30,8%. Таким образом, экспериментально доказано, что стронций в концентрации, соответствующей ПДК для водных объектов, с высокой степенью достоверности ингибирует гибель клетки по пути апоптоза с переключением на реализацию клеточной гибели путем некроза по критерию содержания фосфатидилсерина, выявляемого в тесте с аннексином V. Полученные данные выявили способность стронция оказывать существенное воздействие на показатели регуляции и поддержания клеточного гомеостаза, влияя на интенсивность протекания процесса апоптоза смещением баланса в сторону реализации клеточной гибели путем некроза и снижая экспрессию регуляторных факторов. Результаты исследования могут использоваться для идентификации и обоснования маркерных показателей нарушений иммунного ответа при оценке внешнесредового воздействия стронция на здоровье населения в условиях специфического факторного окружения.

1. Дианова Д.Г., Вдовина Н.А., Пирогова Е.А., Рочев В.П. Количественная оценка биомаркеров апоптоза и клеточной регуляции у детей с повышенным содержанием стронция в организме // Российский иммунологический журнал, 2015. Т. 9 (18), № 2 (1). С. 129-131. [Dianova D.G., Vdovina N.A., Pirogova E.A., Rochev V.P. Quantitative evaluation of biomarkers of the apoptosis and cell regulation in children having high concentration of strontium in a body. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2015, Vol. 9 (18), no. 2 (1), pp. 129-131. (In Russ.)]

2. Зайцева Н.В., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Особенности иммунологических и генетических наруше-ний человека в условиях дестабилизации среды обитания. Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2016. 300 c. [Zaytseva N.V., Dolgikh O.V., Dianova D.G. Immunological and genetic features of human disorders in conditions of environmental destabilization]. Perm: Publishing House of the Perm National Research Polytechnic University, 2016. 300 p.

3. Agostini M., Tucci P., Melino G. Cell death pathology: perspective for human diseases. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2011, Vol. 414, no. 3, pp. 451-455.

4. Aimaiti A., Maimaitiyiming A., Boyong X., Aji K., Li C., Cui L. Low-dosestrontium stimulates osteogenesis but high-dose doses cause apoptosis in human adipose-derived stem cells via regulation of the ERK1/2 signaling pat hway. Stem Cell Res. Ther., 2017, Vol. 8, no. 1, p. 282.

5. Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public health research. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2011, Vol. 8, no. 5, pp. 1388-1401.

6. Favaloro B., Allocati N., Graziano V., di Ilio C., de Laurenzi V. Role of apoptosis in disease. Aging (Albany NY), 2012, Vol. 4, no. 5, pp. 330-349.

7. Li K., Wu D., Chen X., Zhang T., Zhang L., Yi Y., Miao Z., Jin N., Bi X., Wang H., Xu J., Wang D. Current and emerging biomarkers of cell death in human disease. Biomed. Res. Int., 2014, Vol. 2014, 690103. doi: 10.1155/2014/690103.

8. Nagata S., Tanaka M. Programmed cell death and the immune system. Nat. Rev. Immunol., 2017, Vol. 17, no. 5, pp. 333-340.

9. Pilmane M., Salma-Ancane K., Loca D., Locs J., Berzina-Cimdina L. Strontium and strontium ranelate: Historical review of some of their functions. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl., 2017, Vol. 78, pp. 1222-1230.