Быстро развивающиеся структурно-функциональные изменения лимфоцитов периферической крови как механизм иммуномодулирующего действия полихроматического (видимого и инфракрасного) света
Статьи
Н.А. Жеваго, К.А. Самойлова
Институт цитологии Российской Академии Наук, Санкт-Петербург
Несмотря на огромный прогресс фармакоиндустрии, повсеместно растет интерес к немедикаментозной терапии, в частности, к естественным и физическим методам. Среди них важное место занимает светолечение, технические возможности которого в последние 30 лет определяются лазерными технологиями, позволяющими воздействовать на организм человека низкоинтенсивным монохроматическим, когерентным и во многих случаях поляризованным светом видимого и инфракрасного (ИК) диапазона. В многочисленных исследованиях показано противовоспалительное, иммуномодулирующее и ранозаживляющее действие видимого и ИК лазерного света [1, 2]. Однако механизмы, с помощью которых облучение небольшого участка поверхности тела приводит к развитию этих системных эффектов, до сих пор не выяснены. Не изучены и лечебные потенции естественного полихроматического видимого и ИК света (> 400 нм) - доминирующей радиации Солнца, составляющей около 97 % его энергии на поверхности Земли.
Понимание неотложной необходимости проведения клинико-экспериментальных исследований эффектов полихроматического видимого и ИК света Солнца как важнейшего фактора среды стало формироваться в 80-е - 90-е годы в связи с обоснованием возможности иммуносупрессивного и проканцерогенного действия минорной компоненты солнечного спектра - УФ радиации. Это способствовало разработке в ряде стран генерирующих такое излучение фототерапевтических аппаратов, из которых в России наиболее известен прибор "Биоптрон" (Швейцария). Его применение в лечебных целях позволило установить, что поляризованный полихроматический (видимый + ИК свет), подобно свету лазеров обладает противовоспалительным, иммуномодулирующим и ранозаживляющим действием [3-8]. Такое излучение вызывает большой интерес в нашей стране, огромные территории которой расположены в зоне солнечного дефицита, и где одним из традиционных направлений медико-биологической науки является профилактика и лечение солнечной недостаточности у человека и животных. Учитывая относительно глубокое проникновение видимого и ИК излучения в кожные покровы человека, мы предположили и получили доказательства того, что основные механизмы перечисленных выше эффектов связаны с транскутанной фотомодификацией небольших количеств крови в густой сети поверхностных микрососудов, где скорость кровотока низка, и компоненты крови могут получить эффективную дозу света [9]. В частности, нами показано, что облучение добровольцев светом аппарата "Биоптрон" приводит к практически немедленной активации нейтрофильных лейкоцитов, моноцитов и натуральных киллеров. В настоящей работе кратко суммированы результаты наших исследований, обосновывающих стимуляцию таким светом лимфоцитов (Лфц) периферической крови человека [10-12].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
Ежедневно в течение 10 сут облучали участок крестцовой области (диаметром 15 см) практически здоровых добровольцев обоего пола в возрасте 18-65 лет (n=80), используя свет аппарата "Биоптрон-2" (480-3400 нм, 95 % поляризации, плотность энергии 40 мВт/см 2 , терапевтической доза -12 Дж/см 2 ). Лицам контрольной (placebo) группы имитировали облучение и проводили взятие крови для исследований по схеме, аналогичной таковой у добровольцев облучаемой группы (n=60).
Количественный состав различных видов лейкоцитов периферической крови устанавливали с помощью автоматического анализатора "Cell-Dyn" (США). Изменения структурного состояния поверхности и субпопуляционный состав Лфц оценивали по уровню экспрессии их мембранных молекул в лимфоцитотоксическом тесте, используя моноклональные антитела серии ICO (Россия) к различным дифференцировочным антигенам. Спонтанный и митоген (фитогемагглютинин, ФГА)- индуцированный синтез ДНК в Лфц исследовали радиометрическим методом. Изучение уровня иммуноглобулинов (Ig) в сыворотке проводили турбидиметрическим методом (автоматический анализатор "Kone-Lab", Финляндия); циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) осаждали 5%-ным полиэтиленгликолем и определяли их содержание методом спектрофотометрии.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
Лимфоидные клетки периферической крови человека проявляют высокую фотореактивность. Уже через 0,5 и 24 ч после однократного облучения добровольцев регистрируются структурные изменения поверхности этих клеток: в среднем на 20 % и 64 % возрастает исходно сниженный по сравнению с нормой уровень экспрессии мембранных молекул - маркеров общей фракции Т-Лфц (CD3) и цитотоксических Т-Лфц (CD8). Увеличивается на 30 % и количество клеток, экспрессирующих маркеры В-Лфц (CD20), натуральных киллеров (CD16) и активированных мононуклеаров (CD25 и HLA-DR). Между тем, повышенный уровень экспрессии молекул - маркеров снижается. Изменения сохраняются до конца 5-10-дневного курса. Именно к этому сроку увеличивается на 32 % и достигает уровня нормы исходно сниженное содержание Т-хелперов (CD4+Лфц). Таким образом, полихроматический свет оказывает регулирующее влияние на субпопуляционный состав Лфц.
В Лфц, выделенных через 24 ч после однократного облучения добровольцев и затем культивировавшихся в течение 72 ч, в среднем, в 2,6 раза возрастает спонтанный синтез ДНК, несколько раньше (через 0,5 ч) в такой же степени повышается синтез ДНК, индуцированный митогеном, что можно рассматривать как повышение реакции Лфц на антигенный стимул. Эти эффекты развиваются только в Лфц с исходно сниженным уровнем синтеза ДНК, обнаруживая положительную корреляцию с увеличением в эти сроки количества CD8+Т-Лфц. Свет и митоген действуют однонаправленно и аддитивно.
Сходные по характеру и степени быстрые изменения мембранного фенотипа и синтеза ДНК в Лфц развиваются и после облучения образцов крови тех же добровольцев in vitro, а также после смешивания облученных и необлученных образцов аутологичной крови в объемном соотношении 1:10 - варианте опыта, моделирующем события в системной циркуляции облученных лиц, когда небольшое количество транскутанно фотомодифицированной крови контактирует с гораздо большим объемом циркулирующей крови. Высокая степень положительной корреляции эффектов света в условиях in vivo и in vitro позволяет связывать изменения Лфц в крови облученных добровольцев с ее транскутанной фотомодификацией и "трансляцией" вызванных светом изменений всему пулу циркулирующей крови.
Ежедневное воздействие света приводит к повышению на 5-10-е сут относительного содержания моноцитов и лимфоцитов, в среднем, на 14 %. Максимальный эффект регистрируется у лиц с исходно низким уровнем. Количество Лфц увеличивается за счет CD8+ и CD4+Т-Лфц, В-клеток и натуральных киллеров. Как следствие курсового воздействия света в крови увеличивается содержание IgM (на 26 %) и IgA (на 17 %), снижается исходно повышенный уровень ЦИК (на 19 %). Количество IgG не меняется.
Таким образом, курсовое применение света аппарата "Биоптрон" может способствовать увеличению количества Лфц в периферической крови и усиливать их ответ на антигенный стимул у лиц с исходно сниженными показателями. По-видимому, быстро развивающаяся и достаточно устойчивая активация CD8+Т-Лфц является одной из особенностей действия полихроматического (видимого + ИК) света, поскольку, по литературным данным, именно эти Лфц оказываются наиболее чувствительными к другим видам радиации - УФ и рентгеновскому излучениям, особенно по сравнению с CD4+Т-хелперами 2 типа [13]. В этих случаях, вследствие ослабления супрессорной активности CD8+Т-Лфц, значительно повышается риск аутоиммунных осложнений, в то время как видимое и ИК излучение, способствуя росту этой субпопуляции клеток, успешно используется для лечения некоторых аутоиммунных и аллергических заболеваний [14].
Повышение в сыворотке содержания IgM обосновывает возможность использования этого вида фототерапии для коррекции первичного противоинфекционного ответа, а возрастание уровня IgA позволяет рекомендовать свет аппарата "Биоптрон" для лечения заболеваний ЛОР-органов и респираторного тракта, аллергической патологии и других состояний, часто сопровождающихся дефицитом сыворочного и секреторного IgA. Феномен снижения избыточного количества ЦИК можно рассматривать как следствие активации важного механизма элиминации антигена и, в целом, как проявление повышения противоинфекционного иммунитета. Способность ЦИК провоцировать местные и общие токсические реакции и их патогенетическая роль в развитии ряда заболеваний инфекционно-аллергической и аутоиммунной природы широко известна, в связи с чем вызванное светом снижение уровня ЦИК в крови представляется прогностически благоприятным.
Результаты наших исследований убеждают нас в том, что полихроматический видимый + ИК свет, близкий по спектральному диапазону к естественной радиации Солнца без ее УФ компоненты, является эффективным физиологическим иммуномодулятором. Семи-летний опыт облучения большой группы практически здоровых добровольцев позволяет нам рекомендовать использование света аппарата "Биоптрон" не только в лечебных, но и в профилактических целях. ЛИТЕРАТУРА
