Влияние острого холодцового стресса на секрецию IL-2, IL-4, IFNγ, IL-12 спленоцитами мыши in vivo

Холодовой стресс индуцируется действием низкой температуры окружающей среды (воздух, вода) и оказывает существенное влияние на функционирование иммунной системы — модулирует пролиферацию лимфоцитов, секрецию цитокинов клетками врожденного и адаптивного иммунитета, экспрессию мРНК. Однако механизмы, ответственные за влияние холода на иммунитет остаются неясными. Ранее нами было показано, что холодовой стресс выражено модулирует реакции врожденного иммунитета — приводит к усилению секреции макрофагами активных форм кислорода, IL-10, но не влияет на продукцию провоспалительных цитокинов IL-1β и TNFα. Цель работы — оценить влияние острого холодового стресса на показатели адаптивного иммунитета: антителогенез, продукцию спленоцитами мыши IL-2, IL-4, IFNγ, а также на продукцию IL-12 и кислородных радикалов с учетом временной динамики. Объектом исследования служили белые мыши самцы. Животные были разбиты на следующие группы: 1-я — контрольная, 2-я — холодовой стресс — 20 °С 10 мин, 3-я — холодовой стресс — 20 °С 60 мин. Одну часть животных через 1 ч после окончания экспериментальных воздействий внутрибрюшинно сенсибилизировали эритроцитами барана (10⁸ клеток в 0,2 мл в 0,9% NaCl). На 5-е сутки оценивали в селезенке число антителообразующих клеток методом локального гемолиза в геле агарозы. Другую часть мышей — через 1 и 6 ч после окончания стрессорного воздействия выводили из эксперимента, выделяли селезенку и клетки перитонеальной полости. Определение концентрации цитокинов в супернатантах проводили с использованием иммуноферментных тест-систем, продукцию активных форм кислорода перитонеальными макрофагами оценивали с помощью реакции люминолзависимой хемилюминесценции. Установлено, что 10- и 60-минутный холодовой стресс не оказывали статистически значимого влияния на антителогенез, спонтанную и стимулированную продукцию IL-4 спленоцитами, на фоне 60-минутного стресса наблюдалось угнетение продукции IL-2. В то же время оба варианта стресса угнетали продукцию спленоцитами IFNγ, у животных, подвергнутых 60-минутному охлаждению, было выявлено также снижение продукции IL-12. Помимо этого, 60-минутный стресс приводил к выраженному и стойкому увеличению продукции кислородных радикалов, которые могут оказывать негативное влияние на развитие иммунных реакций. Таким образом, острый холодовой стресс приводил к угнетению продукции спленоцитами цитокинов Т-клеточного звена иммунитета.

1. Гейн С.В., Шаравьева И.Л. Влияние блокады опиатных рецепторов на антителогенез и пролиферативный ответ спленоцитов при стрессе // Экспериментальная и клиническая фармакология, 2013. Т. 76, № 1. С. 30-34.

2. Гейн С.В., Шаравьева И.Л. Влияние блокады опиатных рецепторов на микробицидный потенциал и продукцию ИЛ-1в, ФНО-а и ИЛ-10 перитонеальными макрофагами в условиях стресса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2016. Т. 161, № 3. С. 313-317.

3. Гейн С.В., Шаравьева И.Л. Влияние холодового стресса на функциональную активность перитонеальных макрофагов мыши в условиях блокады опиатных рецепторов // Российский физиологический журнал им. Сеченова, 2016. Т. 102, № 2. С. 188-194.

4. Макарова О.В., Трунова Г.В., Диатроптов М.Е., Серебряков С.Н., Кондашевская М.В., Малайцев В.В. Сравнительная характеристика продукции цитокинов активированными конканавалином А спленоци-тами мышей BALB/C и C57BI/6 при холодовом воздействии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2005. Т. 139, № 2. С. 188-190.

5. Aviles H., Johnson M.T., Monroy F.P. Effects of cold stress on spleen cell proliferation and cytokine production during chronic Toxoplasma gondii infection. Neuroimmunomodulation, 2004, Vol. 11, no. 2, pp. 93-102.

6. Hangalapura B.N., Nieuwland M.G., de Vries Reilingh G., Heetkamp M.J., van den Brand H., Kemp B., Parmentier H.K. Effects of cold stress on immune responses and body weight of chicken lines divergently selected for antibody responses to sheep red blood cells. Poult. Sci., 2003, Vol. 82, no. 11, pp. 1692-1700.

7. Hangalapura B.N., Kaiser M.G., Poel J.J., Parmentier H.K., Lamont S.J.. Cold stress equally enhances in vivo pro-inflammatory cytokine gene expression in chicken lines divergently selected for antibody responses. Dev. Comp. Immunol., 2006, Vol. 30, no. 5, pp. 503-511.

8. Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque formation in agar by single antibody-producing cells. Science, 1963, Vol. 140, no. 3565, 405. doi: 10.1126/science.140.3565.405.

9. McEwen B.S., Biron C.A., Brunson K.W., Bulloch K., Chambers W.H., Dhabhar F.S., Goldfarb R.H., Kitson R.P., Miller A.H., Spencer R.L. Weiss J.M. The role of adrenocorticoids as modulators of immune function in health and disease: neural, endocrine and immune interactions. Brain Res. Brain Res. Rev., 1997, Vol. 23, no. 1-2, pp. 79-133.

10. Palermo-Neto J., de Oliveira Massoco C., de Souza W.R. Effects of physical and psychological stressors on behavior, macrophage activity, and Ehrlich tumor growth. Brain Behav. Immun., 2003, Vol. 17, no. 1, pp. 43-54.

11. Riquelme P, Tomiuk S., Kammler A., Fandrich F., Schlitt H.J., Geissler E.K., Hutchinson J.A. IFN-y-induced iNOS expression in mouse regulatory macrophages prolongs allograft survival in fully immunocompetent recipients. Mol. Ther., 2013, Vol. 21, no. 2, pp. 409-422.

12. Zhang Z., Chen B., Yuan L., Niu C. Acute cold stress improved the transcription of pro-inflammatory cytokines of Chinese soft-shelled turtle against Aeromonas hydrophila. Dev. Comp. Immunol., 2015, Vol. 49, no. 1, pp. 127-137.

13. Zhao F.Q., Zhang Z.W., Qu J.P., Yao H.D., Li M., Li S., Xu S.W. Cold stress induces antioxidants and Hsps in chicken immune organs. Cell Stress Chaperones, 2014, Vol. 19, no. 5, pp. 635-648.

14. Zhao F.Q., Zhang Z.W., Yao H.D., Wang L.L., Liu T., Yu X.Y., Li S., Xu S.W. Effects of cold stress on mRNA expression of immunoglobulin and cytokine in the small intestine of broilers. Res. Vet. Sci., 2013, Vol. 95, no. 1, pp. 146-155.