Effect of the KK1 peptide on immunological parameters in passively smoking pregnant rats and their offspring

Natalia A. Kuzmicheva; Кузьмичева Наталия Александровна; Irina V. Mikhailova; Михайлова Ирина Валерьевна; Lyudmila A. Pushkareva; Пушкарева Людмила Анатольевна; Yulia V. Filippova; Филиппова Юлия Владимировна; Anatolij I. Bondarenko; Бондаренко Анатолий Игоревич; Angelina A. Sinegovets; Синеговец Ангелина Анатольевна; Aleksandr I. Smolyagin; Смолягин Александр Иванович

doi:10.46235/1028-7221-1122-EOT

Влияние пептида КК1 на иммунологические параметры у пассивно куривших беременных крыс и их потомства

Авторы: Кузьмичева Н.А.¹, Михайлова И.В.¹, Пушкарева Л.А.¹, Филиппова Ю.В.¹, Бондаренко А.И.¹, Синеговец А.А.¹, Смолягин А.И.¹
Учреждения:
1. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет»
Выпуск: Том 25, № 2 (2022)
Страницы: 227-234
Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Дата подачи: 14.05.2022
Дата принятия к публикации: 29.05.2022
Дата публикации: 01.09.2022
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/1122
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-1122-EOT
ID: 1122

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В настоящее время активно ведутся экспериментальные исследования по изучению влияния низкомолекулярных медиаторов полипептидной природы на иммунную систему с целью направленного конструирования новых иммуномодулирующих лекарственных средств. В то же время остается недостаточно изученным вопрос о специфическом влиянии отдельных групп пептидов на иммунную систему экспериментальных животных и их потомства, что делает актуальным исследования в данном аспекте. В работе была проведена оценка влияния пептида – гомолога фрагмента АКТГ_15-18 (лабораторный шифр КК1) на иммунологические показатели беременных крыс и их потомства на модели воздействия пассивного табакокурения.

Исследованы иммунологические показатели у 96 беременных крыс Вистар массой 200-300 г, подвергшихся пассивному табакокурению и получавших синтетический пептид КК1, являющийся структурным аналогом последовательности фрагмента АКТГ_15-18 (Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide), а также у их потомства на 14-й день от рождения (76 крысят). Опытные крысы подвергались фумигации табачным дымом по 8 часов ежедневно с 1-го по 20-й день беременности. Синтетический пептид КК1 беременным крысам вводили в виде водного раствора в дозе 40 мкг/кг, через день, один раз в сутки на протяжении 10 дней, начиная со второй недели беременности.

У всех животных определялись масса тела, тимуса и селезенки, количество лейкоцитов, тимоцитов, спленоцитов, миелокариоцитов, циркулирующих иммунных комплексов определяли в соответствии с лабораторными методами исследования экспериментальных животных. Статистическая обработка проводилась с помощью непараметрических методов. Группы сравнивали с помощью U-критерия Манна–Уитни с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows v. 9.0, StatSoft Inc. Различия считали достоверными при р < 0,05.

Введение пептида КК1 как контрольным, так и опытным беременным крысам сопровождалось разнонаправленными изменениями количества клеток в лимфоидных органах. В основе положительной тенденции сдвигов иммунологических параметров при воздействии пептида КК1 лежит возможное снижение последствий токсического действия табачного дыма за счет противовоспалительного эффекта данного препарата, а также его способности к ограничению развития свободно-радикальных реакций. Показано, что изучаемый пептид способствует положительной динамике ряда иммунологических параметров у экспериментальных животных, подвергнутых пассивному курению. Целесообразным является дальнейшее изучение механизмов иммунотропного действия пептидов- гомологов фрагмента АКТГ_15-18.

Ключевые слова

беременные крысы, пассивное курение, иммунологические показатели, синтетический пептид КК1

Полный текст

Введение

Среди биорегуляторов иммунной системы представляют интерес низкомолекулярные медиаторы полипептидной природы – пептидные гомологи первичной аминокислотной последовательности АКТГ_15-18, которые используются для модуляции активности иммунной системы с целью лечения целого ряда патологических состояний и заболеваний. Продемонстрированные в ряде работ их антигипоксические, антиишемические [10, 11], церебропротекторные, нейропротекторные свойства [2, 3] и антиоксидантный эффект [5, 6] характеризуют данные пептидные соединения, как перспективные стресспротекторные средства. Вместе с тем исследования практически не коснулись оценки иммунотропных свойств данных пептидов на моделях воздействия ксенобиотиков. Одним из широко распространенных воздействий ксенобиотиков на организм является пассивное табакокурение [4, 9, 13, 14]. В связи с этим особый интерес может представлять не только воздействие пептида, являющегося структурным аналогом последовательности фрагмента АКТГ_15-18 на животных, но и модель, на которой можно изучить влияние данного пептида на иммунологические показатели беременных крыс, подвергнутых пассивному табакокурению и их потомства, что и составило цель данной работы.

Материалы и методы

Экспериментальные исследования были выполнены на 96 половозрелых крысах Вистар массой 200-300 г и на 76 крысятах в возрасте 14 дней от рождения. Животных содержали на стандартном пищевом рационе без ограничения доступа к воде. Пептидный гомолог фрагмента АКТГ_15-18 (лабораторный шифр КК1) синтезирован в ФГУП «Гос.НИИ ОЧБ» ФМБА России и любезно предоставлен членом-корреспондентом РАН, профессором А.С. Симбирцевым. Все животные были разделены на 12 групп. 1-я группа – 24 контрольных самки, 2-я – 13 куривших крыс, 3-я – 10 крыс, получавших пептид КК1, 4-я – 8 куривших крыс, получавших пептид КК1. 5-8-ю группы составили самки на 20-й день беременности: 5-я – 14 беременных самок, 6-я – 7 беременных самок, 7-я – 13 беременных куривших самок, 8-я – 7 беременных куривших крыс, получавших пептид КК1. В 9-ю, 11-ю группы вошли крысята от некуривших самок, в 10-ю, 12-ю группы – крысята от самок, подвергавшихся пассивному табакокурению. 11-ю, 12-ю группы составили крысята от самок, получавших пептид КК1 во время беременности. Крысят выводили из эксперимента на 14-й день от рождения. Животным контрольных (1-я, 2-я, 5-я, 7-я) групп вводили интраназально физиологический раствор в равных объемах с остальными группами. Животным 3-й, 4-й, 6-й, 8-й групп вводили тетрапептид КК1 интраназально в виде водного раствора в дозе 40 мкг/кг, через день, 1 раз в сутки на протяжении 10 дней. Беременным самкам физиологический раствор или пептиды КК1 вводили 5 раз начиная со второй недели беременности. Отсчет сроков беременности самок 5-8-й групп вели с момента обнаружения сперматозоидов в вагинальных мазках. Опытные крысы 5-й, 6-й, 7-й, 8-й группы подвергались фумигации табачным дымом по 8 часов с 1-го по 20-й день беременности. Контрольные крысы в аналогичный период помещались в камеру, вентилируемую атмосферным воздухом без табачного дыма. Животные содержались в стандартных условиях, при двенадцатичасовом световом режиме и свободном доступе к воде и корму. Эвтаназию осуществляли дислокацией шейных позвонков под эфирным наркозом. Массу крыс, тимуса и селезенки, количество лейкоцитов, тимоцитов, спленоцитов, миелокариоцитов, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) определяли в соответствии с лабораторными методами исследования экспериментальных животных [1]. Эксперименты были проведены с учетом этических норм и рекомендаций по гуманизации работы с лабораторными животными, отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей» (Страсбург, 1998); приказом МЗ РФ N267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики».

Статистическая обработка проводилась с помощью непараметрических методов. Результаты представлены в виде медианы и интерквартильного размаха – Mе (Q_0,25-Q_0,75). Группы сравнивали с помощью U-критерия Манна–Уитни с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows v. 9.0, StatSoft Inc. (США). Различия считали достоверными при р ≤ 0,05.

Результаты и обсуждение

Сравнение иммунологических показателей проводилось по отношению к параметрам контрольных животных (1-я группа).

Как видно из данных таблицы 1, пассивное курение крыс (2-я гр.) приводило к негативному эффекту, выражающемуся в снижении массы животных, тимуса и селезенки, а также количества тимоцитов, спленоцитов и миелокариоцитов. Введение пептида КК1 некурившим крысам (3-я гр.) по сравнению с контрольными самками (1-я гр.) способствовало увеличению массы тимуса и селезенки. Аналогичное введение КК1 курившим крысам (4-я гр.) снижало отрицательный эффект пассивного курения, выражающийся в увеличении массы животных, тимуса и количества спленоцитов по отношению к параметрам курящих крыс (3-я гр.).

Таблица 1. Сравнительная характеристика иммунологических параметров у обследованных крыс Вистар, Mе (Q_0.25-Q_0.75) / Table 1. Comparative characteristics of immunological parameters in the examined Wistar rats, Mе (Q_0.25-Q_0.75)

Показатели

Indicators

1-я группа

Group 1

n = 24

2-я группа

Group 2

n = 13

3-я группа

Group 3

n = 10

4-я группа

Group 4

n = 8

5-я группа

Group 5

n = 14

6-я группа

Group 6

n = 7

7-я группа

Group 7

n = 13

8-я группа

Group 8

n = 7

Масса крыс, г

Rat weight, g

200

(191-205)

160*

(157-165)

197

(190,5-203,7)

177*

(173-185)

340*

(295-350)

300*

(295-320)

300*

(300-309)

305*

(305-318)

Лейкоциты, × 10⁹

White blood cells, × 10⁹

5,0

(4,0-8,0)

5,8

(5,0-6,3)

6,5

(6,0-7,2)

4,5

(4,0-6,0)

7,5

(6,3-11,2)

10,8*

(7,40-11,69)

6,9

(5,7-7,3)

9,3*

(9,3-10,3)

Масса тимуса, мг

Thymus weight, mg

231

(212-305)

123*

(120-147)

352*

(343-364)

180*

(156-191)

235

(198-293)

248

(225-368)

236

(216-250)

255

(217-296)

Число тимоцитов, × 10⁶/орган

Number of thymocyte, × 10⁶/organ

448

(385-540)

208*

(161-218)

508

(365-677)

225*

(178-318)

300*

(240-465)

403

(392-424)

236*

(214-244)

321*

(306-338)

Масса селезенки, мг

Spleen weight, mg

497

(364-539)

317*

(305-328)

560*

(531-718)

346*

(321-377)

515*

(477-720)

590*

(582-634)

561*

(543-572)

617*

(617-629)

Число кариоцитов, × 10⁶/орган

Number of karyocytes, × 10⁶/organ

546

(401-636)

251*

(209-284)

428

(363-530)

389

(321-487)

580

(483-708)

695*

(684-747)

540

(435-583)

595

(533-681)

Число миелокариоцитов, × 10⁶/орган

Number of myelocaryocytes, × 10⁶/organ

(61-105)

58*

(39-70)

(52-90)

57*

(53-65)

60*

(44-72)

(52-74)

(62-725)

48*

(41-50)

Циркулирующие иммунные комплексы, у. е.

Circulating immune complex, c. u.

(53-69)

(66-99)

(74-97)

(70-96)

114*

(106-123)

101*

(91-109)

120*

(77-128)

117*

(108-125)

Примечание. * – статистически значимые различия (p < 0,05) с показателями 1-й контрольной группы; n – число животных в группе.

Note. *, significant differences (p < 0.05) with the control group 1; n, population number.

У беременных крыс 5-й, 6-й, 7-й, 8-й групп на 20-й день беременности увеличена масса животных и селезенки, а также уровень ЦИК по сравнению с данными показателями у контрольных крыс (1-я гр.). Напротив, количество тимоцитов у беременных крыс всех групп, по сравнению с величиной данного показателя у животных 1-й контрольной группы, было снижено, с наименьшим содержанием данных клеток в тимусе пассивно куривших крыс 7-й группы. Введение некурившим (6-я гр.) беременным крысам пептида КК1 приводило к увеличению числа лейкоцитов, спленоцитов и ЦИК, а также массы селезенки по сравнению с показателями 1-й группы. По сравнению с крысами 1-й группы введение пептида КК1 курившим беременным крысам (8-я гр.) также обладало иммуномодулирующим эффектом, который выражался в увеличении числа лейкоцитов и ЦИК, массы крысы и селезенки, и, напротив, снижало число тимоцитов, миелокариоцитов. У беременных куривших крыс (8-я гр.) при введении пептида КК1 отмечается значимое снижение выраженности миграции тимоцитов из тимуса при увеличении массы селезенки по сравнению с аналогичными показателями у беременных куривших крыс (7-я гр.), не получавших пептид КК1, что говорит об ослаблении негативного изменения данного параметра. Вместе с тем важно отметить, что все изучаемые показатели куривших и некурившим беременных крыс, получавших пептид КК1, значимо не отличались от соответствующих показателей некуривших беременных крыс (5-я гр.).

В таблице 2 представлены иммунологические показатели родившихся крысят от куривших и некуривших самок, получавших пептид КК1. Как видно из данных таблицы, у крысят, родившихся от куривших крыс (10-я гр.), наблюдается тенденция к снижению массы тимуса и числа спленоцитов на 13% по сравнению с контрольными животными 9-й группы. Введение пептида КК1 контрольным крысам увеличивало массу крысят, тимуса, селезенки и, напротив, снижало количество спленоцитов у крысят 11-й группы. Важно отметить положительный эффект от введения КК1 беременным курившим крысам, который выражался в увеличении массы крысенка, тимуса, селезенки, а также числа миелокариоцитов у крысят 12-й группы.

Таблица 2. Иммунологические параметры крысят, родившихся от контрольных и пассивно куривших крыс Вистар, получавших пептид КК1, Mе (Q_0.25-Q_0.75) / Table 2. Immunological parameters of baby rats born from control and passively smoking Wistar rats treated with peptide KK1, Mе (Q_0.25-Q_0.75)

Показатели

Indicators

9-я группа

Group 9

n = 20

10-я группа

Group 11

n = 25

11-я группа

Group 11

n = 18

12-я группа

Group 12

n = 13

Масса крыс, г

Rat weight, g

(19-21)

(20-21)

25*

(23-27)

29*

(25-35)

Лейкоциты, × 10⁹

White blood cells, × 10⁹

5,4

(4,5-6,4)

5,2

(4,6-6,2)

3,8

(3,6-5,1)

5,9

(4,7-7,3)

Масса тимуса, мг

Thymus weight, mg

(67-91)

(59-71)

103*

(101-120)

109*

(107-125)

Число тимоцитов, × 10⁶/орган

Number of thymocyte, × 10⁶/organ

116

(96-148)

115

(107-127)

170

(149-219)

140

(112-150)

Масса селезенки, мг

Spleen weight, mg

(68-82)

(68-75)

89*

(69-84)

98*

(87-116)

Число кариоцитов, × 10⁶/орган

Number of karyocytes, × 10⁶/organ

128

(91-153)

111

(100-128)

92*

(76-102)

(75-120)

Число миелокариоцитов, × 10⁶/орган

Number of myelocaryocytes, × 10⁶/organ

(12-18)

(15-18)

(11-20)

26*

(17-33)

Примечание. * – статистически значимые различия (p < 0,05) с показателями 9-й контрольной группы; n – число животных в группе.

Note. *, significant differences (p < 0.05) with the control group 9; n – population number.

Обсуждая полученные результаты, важно отметить, что эндогенная интоксикация самок крыс, вызываемая пассивным курением, обладает отрицательным воздействием на показатели иммунной системы и способствовала развитию индуцированного варианта вторичного иммунодефицитного состояния. Менее выраженный защитный эффект КК1 у беременных крыс связан, вероятнее всего, со сложной перестройкой иммунной системы при беременности [12].

У крысят, родившихся от куривших самок, также отмечается тенденция к снижению массы тимуса и количества спленоцитов. Известно, что при действии токсикантов табачного дыма в наибольшей степени страдает лимфоидная линия клеток, так как их полигидроокисленные метаболиты аккумулируются в костном мозге и лимфоидных органах, вызывая гипоплазию центральных и периферических органов иммунитета [7, 8]. Видимый признак такого явления – это уменьшение клеточности в органах кроветворения и лимфоидных органах (селезенка, тимус), что установлено в настоящей работе. Введение пептида КК1 как контрольным, так и опытным беременным крысам сопровождалось разнонаправленными изменениями количества клеток в лимфоидных органах. В основе положительной тенденции сдвигов иммунологических параметров при воздействии пептида КК1 лежит возможное снижение последствий токсического действия табачного дыма за счет противовоспалительного эффекта [10, 11] данного препарата, а также его способностью к ограничению развития свободно-радикальных реакций.

Заключение

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о наличии положительной тенденции сдвигов иммунологических параметров при воздействии пептида КК1 на беременных крыс и их потомство. Целесообразным является дальнейшее изучение механизмов иммунотропного действия пептидов-гомологов фрагмента АКТГ_15-18.

Об авторах