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

  1. Tuner J, Hode L. Low laser therapy. Clinical practice and scientific background. - Grangsberg: Prima Books, 2002. - 472 p.
  2. Карандашов В.И., Петухов Е. В., Зродников В.С. Фототерапия. Руководство для врачей. - М.: Медицина, 2001. - 392 с.
  3. Fenyo M. Theoretical and experimental basis of biomodulation // Optic Laser Technology. - 1984. - Vol. 16. - P. 209-215.
  4. Kubasova T, Horvath M, Kocsis K, Fenyo M. Effect of visible light on some cellular and im-mune parameters // Immunol. Cell Biol. - 1995. - Vol. 73. - P. 239-244.
  5. Jordanou P., Baltopoulos G., Giannakopoulou M., Bellou P., Ktenas E. Effect of polarized light in the healing process of pressure ulcers // Int. J. Nurs Pract. - 2002. - Vol. 8. - P. 49-55.
  6. Monstrey S., Hoeksema H., Depuydt K., Van Maele G., Van Landuyt K., Blondeel P. The effect of polarised light on wound healing // Eur. J. Plast. Surg. - 2002. - Vol. 24. - P. 377-382.
  7. Monstrey S., Hoeksema H., Saelens H., Depuydt K., Hamdi M., Van Landuyt K., Blondeel P. A conservative approach for deep dermal burn wounds using polarized - light therapy // Br. J. Plast. Surg. - 2002. - Vol. 55. - P. 420-426.
  8. Medenica L., Lens M. 2003. The use of polarised polychromatic non-coherent light alone as a therapy for venous leg ulceration. J. Wound Care. 12(1): 37-40.
  9. Samoilova K.A., Obolenskaya K.D, Vologdina A.V., Snopov S.A., Shevchenko E.V.. Single skin exposure to visible polarized light induces rapid modification of entire circulating blood. 1. Im-provement of rheologic and immune parameters // Proc. SPIE. - 1998. - Vol. 3569. - P. 90-103.
  10. Жеваго Н.А., Самойлова К.А., Глазанова Т.В., Оболенская К.Д., Баллюзек М.Ф., Романен-ко Н.Ю. Изменения экспрессии мембранных маркеров и количества мононуклеаров крови человека после ее облучения in vivo и in vitro видимым и инфракрасным светом в терапев-тических дозах // Цитология. - 2003. - Т. 45. - № 2. - С. 179-195.
  11. Жеваго Н.А., Самойлова К.А., Оболенская К.Д. Изменения некоторых параметров гумо-рального иммунитета при воздействии на поверхность тела человека полихроматического видимого и инфракрасного света // Мед. иммунология. - 2002. - Т. 4. - № 4-5. - С. 573-582.
  12. Жеваго Н.А., Самойлова К.А. Модуляция пролиферации лимфоцитов периферической крови после облучения добровольцев полихроматическим видимым и инфракрасным све-том // Цитология. - 2004. - Т. 46. - № 6. - С. 567-577.
  13. Ярилин А.А. Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. - 608 с.
  14. Александрова О.Ю. Аутоиммунные заболевания // Низкоинтенсивная лазерная терапия / Под ред. Москвина С.В. и Буйлина В.А. - М.: ТОО "фирма "Техника", 2000. - С. 700-721.

1 июня 2009 г.
Связанные темы:

МЕДИ РУ в: МЕДИ РУ на YouTube МЕДИ РУ в Twitter МЕДИ РУ на FaceBook МЕДИ РУ вКонтакте Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика