Сурфактантная система легких при антифосфолипидном синдроме в условиях введения иммуносупрессора FTY-720

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Антифосфолипидный синдром (APS) является тромбофилическим заболеванием, в патогенезе которого ведущая роль принадлежит антителам, реагирующим с антигенными детерминантами фосфолипидов. APS – это системная аутоиммунная патология, которая вовлекает в патологический процесс многие органы и системы, в том числе и дыхательную систему. Учитывая тот факт, что сурфактант легких представлен в основном фосфолипидами, можно предположить повреждение сурфактанта и нарушение его функционирования при APS. В работе показана эффективность применения терапии данной аутоиммунной патологии иммуносупрессором FTY-720, который представляет собой структурный аналог эндогенного сфингозина. Действие препарата основано на модуляции сфингозин-1 фосфатных рецепторов лимфоцитов. Основным эффектом иммуносупрессора FTY-720 в результате рецепторного взаимодействия является снижение количества циркулирующих лимфоцитов. Исследования были проведены на 85 белых беспородных крысах-самцах: 1-я группа (моделирование APS) состояла из 30 крыс, которым внутривенно вводили кардиолипиновый антиген в суммарной дозе 0,2-0,4 мг на крысу через день в течение трех недель, 2-я группа (контроль) состояла из 25 крыс, которым вводили 0,9%-ный раствор NaCl по той же схеме; в 3-ю группу вошло 30 крыс, которым APS сочетали с введением иммуносупрессора FTY-720 (внутрибрюшинно 1 мг/кг массы животного). Через 3 недели с целью извлечения бронхолегочного комплекса производилось оперативное вмешательство, которое осуществляли под наркозом («Золетил» 0,5 мг/кг). После извлечения бронхолегочного комплекса осуществлялся его трехкратный лаваж 0,9%-ным раствором NaCl. Материалом экспериментального исследования служила лаважная жидкость, в которой изучали биофизические и биохимические показатели сурфактанта. Используя метод Ленгмюра-Блоджетта, определяли статистическое, минимальное и максимальное поверхностное натяжение. Исходя из данных величин рассчитывали интегративный показатель, отражающий поверхностно-активные свойства сурфактанта – индекс стабильности по Clements. Методом тонкослойной хроматографии определяли фракционный состав фосфолипидов сурфактанта. Результаты наших экспериментов показали, что при антифосфолипидном синдроме наблюдалось ухудшение функциональной активности сурфактанта и изменение его биохимического состава. Введение FTY-720 нормализовало параметры сурфактантной системы легких, измененные при моделировании антифосфолипидного синдрома.

Полный текст

Введение

В настоящее время проводится все больше исследований, подтверждающих высокую частоту встречаемости антифосфолипидного синдрома (APS), что вызывает значительный интерес к данной аутоиммунной патологии [3]. Важно отметить, что APS является приобретенным тромбофилическим заболеванием, при котором организм продуцирует аутоантитела как к фосфолипидсвязывающим белкам крови, так и к фосфолипидам, находящимся на клеточных мембранах [3]. На сегодняшний день антитела к фосфолипидам являются не только серологическими маркерами APS, но и влияют на большинство процессов организма, в том числе связанных с мембранными фосфолипидами [3, 11]. Так, в исследованиях выявлено изменение сурфактантной системы легких при APS у экспериментальных крыс [1, 4, 5].

Известно, что поверхность альвеолярного эпителия легких покрыта легочным сурфактантом, который представлен в основном фосфолипидами, в частности дипальмитоилфосфатидилхолином. Представляя собой незаменимый компонент альвеолярно-капиллярной мембраны, сурфактант играет важную роль в поддержании нормальной диффузионной способности легких, а также обеспечивает предотвращение ателектазирования альвеол [7]. Действие антифосфолипидных антител при APS вызывает нарушение фосфолипидного состава и функций сурфактанта легких [3]. Экспериментальные исследования показали корригирующий эффект FTY-720 на нереспираторные функции легких и при других аутоиммунных заболеваниях [6].

В свете этого целью нашего исследования стало изучение воздействия иммуносупрессора FTY- 720 на сурфактант легких в экспериментальной модели антифосфолипидного синдрома.

Материалы и методы

Экспериментальные исследования были проведены на 85 крысах-самцах. При проведении опытов на лабораторных животных соблюдался международный этический кодекс, изложенный в Директиве 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях, а также в соответствии с приказом Минздравсоцразвития РФ от 23.08.2010 № 708н «Об утверждении Правил лабораторной практики».

Животные были разделены на следующие группы: 1-я группа (моделирование APS) состояла из 30 крыс, которым внутривенно вводили кардиолипиновый антиген в суммарной дозе 0,2-0,4 мг на крысу через день в течение трех недель, 2-я группа (контроль) состояла из 25 крыс, которым вводили 0,9%-ный раствор NaCl по той же схеме; в 3-ю группу вошло 30 крыс, которым APS сочетали с введением иммуносупрессора FTY-720 (внутрибрюшинно 1 мг/кг массы животного) [8].

Через 3 недели с целью извлечения бронхолегочного комплекса производилось оперативное вмешательство, которое осуществляли под наркозом («Золетил» 0,5 мг/кг). После извлечения бронхолегочного комплекса осуществлялся его трехкратный лаваж 0,9%-ным раствором NaCl. Материалом экспериментального исследования служила лаважная жидкость, в которой изучали биофизические и биохимические показатели сурфактанта. Используя метод Ленгмюра–Блоджетта, определяли статистическое, минимальное и максимальное поверхностное натяжение (ПН) [9]. Исходя из данных величин рассчитывали интегративный показатель, отражающий поверхностно-активные свойства сурфактанта – индекс стабильности по Clements.

ИСпоClements​​(усл.ед.)=2×(ПНmaxПНmin)(ПНmax+ПНmin)

Биохимическим методом оценки определяли содержание и фракционный состав фосфолипидов. Количественное определение фосфолипидов в БАС осуществляли по методу, в основе которого лежит экстракция липоидного фосфора смесью Блюра (этиловый спирт и эфир в соотношении 3:1). При добавления молибденово-кислого аммония и аскорбиновой кислоты определяли содержание фосфора по образованию молибденовой сини [2]. Измерение концентрации липоидного фосфора осуществлялось фотоколориметрическим методом. Разделение фосфолипидов на фракции производили методом тонкослойной хроматографии. Идентификацию различных классов фосфолипидов осуществляли с помощью стандартных фосфолипидных фракций (Avanti Polar Lipids, США): фосфатидилхолина (РС), сфингомиелина (SM), фосфатидилсерина (PS), фосфатидилэтаноламина (PE), фосфатидной кислоты (PA), лизофосфатидилхолина (LPC). С помощью денситометра «Сорбфил» (Россия) в УФ-диапазоне анализировали хроматограммы, с последующей их обработкой в программном обеспечении SPSS Statistics 22, для определения процентного содержания основных фосфолипидных фракций. Далее по содержанию общих фосфолипидов и процентному соотношению рассчитывали абсолютное содержание отдельных фракций.

Обработка статистических данных выполнена на основе пакета прикладных компьютерных программ Microsoft Excel 2010 и SPSS 22.

Результаты и обсуждение

В процессе экспериментального исследования было выявлено, что моделирование APS приводило к ухудшению поверхностной активности легких по сравнению с контролем: статическое ПН повышалось с 30,81 мН/м в контроле до 37,8 мН/м (р < 0,05) при APS, ПН min с 22,94 мН/м до 30,64 мН/м (р < 0,01) и ПН max с 40,06 мН/м до 43,63 мН/м (р < 0,05). Индекс по Clements альвеол снижался с 0,55 усл. ед. в контрольной группе до 0,37 усл. ед. при моделировании APS (р < 0,05).

Введение иммуносупрессора FTY-720 нивелировало изменения, характерные для APS. Параметры поверхностной активности сурфактанта были близки к контрольным значениям: статическое ПН составило 29,15 мН/м, ПН min 20,12 мН/м и ПН max 39,71 мН/м (р > 0,05). Исходя из данных ПН min и ПН max индекс стабильности альвеол повышался до 0,65 усл. ед. и также не отличался от контроля (р > 0,05).

Известно, что поверхностную активность сурфактанта определяет содержание общих фосфолипидов, где большую часть (до 70%) составляет наиболее поверхностно-активная фракция – PC [5, 10]. Можно предполагать, что повышение ПН БАС при экспериментальном моделировании APS могло быть связано с понижением уровня общих фосфолипидов сурфактанта до 15,87 мкмоль/г по сравнению с контрольным значением 32,47 мкмоль/г (р < 0,001). В то время как сочетание APS и иммуносупрессора FTY-720 увеличивало общее содержание фосфолипидов до 29,98 мкмоль/г, что не отличалось от контрольных величин (р > 0,05).

Изучение фракционного состава сурфактанта при APS показало, что уровень наиболее поверхностно-активной фракции – PC снижался с 20,81 мкмоль/г в контрольной группе до 8,06 мкмоль/г (р < 0,01). При этом также возрастал уровень LPC до 2,44 мкмоль/г по сравнению с контрольным значением 1,23 мкмоль/г (р < 0,001). Согласно литературным данным, LPC оказывает детергентное действие на сурфактант и играет важную роль в повреждении альвеолярного монослоя [12].

Одновременно при моделирование APS снижались следующие фракции: PS с 2,05 мкмоль/г до 0,79 мкмоль/г (р < 0,001), РЕ с 3,08 мкмоль/г до 1,78 мкмоль/г (р < 0,05), РА с 1,80 мкмоль/г до 0,98 мкмоль/г (р < 0,05). Известно, что РА является основным источником фосфолипидов сурфактанта, главным образом РС [12]. Можно предположить, что снижение РА способствовало в свою очередь уменьшению РС. Коэффициент РС/LPC, отражающий распад РС до LPC также снижался.

Введение иммуносупрессора FTY-720 восстанавливало фракционный состав фосфолипидов сурфактанта легких, измененный при APS: увеличивался РС до 1,29 мкмоль/г (р < 0,001), снижался LPC до 0,98 мкмоль/г (р < 0,001), и нормализовывалось соотношение РС/LPC (р < 0,001). Также повышалось до контрольных величин содержание РS (1,29 мкмоль/г; р > 0,05), РЕ (2,57 мкмоль/г; р > 0,05), РА (1,39 мкмоль/г; р > 0,05).

Иммуносупрессор FTY-720 является веществом структурно-подобным липидному медиатору сфингозин-1-фосфату (S1P) [8]. Данное вещество в организме под действием сфингозинфосфокиназы, в основном 2-го типа, превращается в активную форму FTY-720, которая действует первоначально как агонист S1P-рецептора на лимфоцитах. В дальнейшем FTY-720 индуцирует интернализацию и деградацию этого рецептора, тем самым блокируя сигнальные пути, необходимые для выхода лимфоцитов из лимфатической ткани. Основным эффектом иммуносупрессора FTY-720 в результате такого рецепторного взаимодействия является снижение количества циркулирующих лимфоцитов [8].

Результаты наших экспериментов свидетельствуют о том, что введение иммуносупрессора FTY-720 нивелирует степень нарушений сурфактанта легких, выявленных при моделировании APS.

Заключение

Таким образом, при антифосфолипидном синдроме изменяется фракционный состав фосфолипидов, наблюдается снижение содержания фосфатидилхолина – основной поверхностно-активной фракции, что влечет за собой ухудшение поверхностной активности легких. Введение иммуносупрессора FTY-720 восстанавливает показатели и функциональную активность системы сурфактанта легких, которые были изменены при моделировании аутоиммунного синдрома.

×

Об авторах

М. А. Уракова

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: urakova-mariya@yandex.ru

д.м.н., доцент кафедры патологической физиологии и иммунологии

Россия, Ижевск

В. Р. Мустаев

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студент 3-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

Г. Р. Каримова

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студентка 3-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

М. Г. Кузнецова

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студентка 3-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

Э. Н. Рахматуллина

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студентка 3-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

С. А. Оленева

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студентка 3-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

К. В. Уракова

ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения РФ

Email: urakova-mariya@yandex.ru

студентка 1-го курса лечебного факультета

Россия, Ижевск

Список литературы

  1. Брындина И.Г., Уракова М.А., Лебедева Н.В. Фосфолипиды эритроцитов, плазмы крови, сурфактанта и коагуляционной активность легких при экспериментальном антифосфолипидном синдроме // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № S. C. 122. [Bryndina I.G., Urakova M.A., Lebedeva N.V., Phospholipids of erythrocytes, blood plasma, surfactant and coagulation activity of the lungs in experimental antiphospholipid syndrome. Meditsinskaya Immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. S, p. 122. (In Russ.)]
  2. Кондрахин И.П., Архипов А.В., Левченко В.И. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. М.: Колос, 2004. 520 с. [Kondrahin I.P., Arhipov A.V., Levchenko V.I. Methods of veterinary clinical laboratory diagnostics]. Moscow: Kolos, 2004. 520 p. Насонов Е.Л. Антифосфолипидный синдром. М.: Литтерра, 2004. 424 с.
  3. Уракова М.А. Метаболические функции и водный баланс легких при экспериментальном антифосфолипидном синдроме // Вестник Уральской медицинский академической науки, 2012. Т. 39, № 2. С. 66. [Urakova M.A. Metabolic activity and water balance of lung in experimental antiphospholipid syndrome. Vestnik Uralskoy meditsinkoy akademicheskoy nauki = Journal of Ural Medical Academic, 2012, Vol. 39, no. 2, p. 66. (In Russ.)]
  4. Уракова М.А., Брындина И.Г. Метаболическая активность и водный баланс легких при моделировании аутоиммунной патологии у крыс // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология, 2013. № 29. С. 272-276. [Urakova M.A., Bryndina I.G. Metabolic activity and water balance of lungs in modeling of autoimmune pathology in rats. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya i ekologiya = Bulletin of Tver State University. Series: Biology and ecology, 2013, no. 2, pp. 272-276. (In Russ.)]
  5. Уракова М.А., Брындина И.Г. Влияние финголимода на сурфактант и гемостаз-регулирующую активность легких при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите // Патогенез, 2020. Т. 18, № 4. С. 43-48. [Urakova M.A., Bryndina I.G., The influence of fingolimod on surfactant and hemostasis-regulating activity of the lung in experimental autoimmune encephalomyelitis. Patogenez = Pathogenesis, 2020, Vol. 18, no. 4, pp. 43-48. (In Russ.)]
  6. Al-Saiedy M., Tarokh A., Nelson S., Hossini K., Green F., Ling Ch.-Ch. The role of multilayers in preventing the premature buck-ling of the pulmonary surfactant. Biochim. Biophys. Acta Biomembr., 2017, Vol. 1859, no. 8, pp. 1372-1380.
  7. Chaudhry B.Z., Cohen J.A., Conway D.S. Sphingosine 1-phosphate receptor modulators for the treatment of multiple sclerosis. Neurotherapeutics, 2017, Vol. 14, no. 4, pp. 859-873.
  8. Chen Z., Zhong M., Luo Y. Determination of rheology and surface tension of airway surface liquid: a review of clinical relevance and measurement techniques. Respir. Res., 2019, Vol. 20, no. 1, 274. doi: 10.1186/s12931-019-1229-1.
  9. Kitamura Y., Nomura M., Shima H. Acute lung injury associated with systemic inflammatory response syndrome following subarachnoid. Neurol. Med. Chir., 2010., Vol. 50, pp. 456-460.
  10. Nomura H., Hirashima Y., Endo S. Anticardiolipin antybody aggravates cerebral vasospasm after subarachnoid hemorrhage in rabbits. Stroke, 1998, Vol. 29, no. 5, pp. 1014-1018.
  11. Scaccabarozzi D., Deroost K., Lays N., Salè F.O., van den Steen, Taramelli D. Altered lipid composition of surfactant and lung tissue in murine experimental malaria-associated acute respiratory distress syndrome. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 12, e0143195. doi: 10.1371/journal.pone.0143195.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Уракова М.А., Мустаев В.Р., Каримова Г.Р., Кузнецова М.Г., Рахматуллина Э.Н., Оленева С.А., Уракова К.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах