В экспериментах использовали мышей-самцов линий С57Bl/6, Balb/C, CBA, NFS,NFR и мышей-гибридов (СВА * С57Bl/6) F1, весом 16-18 г в возрасте 3 месяца, полученных из питомника «Столбовая». Мыши содержались в виварии в условиях стандартного светового, температурного и пищевого режима. Период акклиматизации животных перед началом исследований составлял не менее 2 недель.
В работе проведено изучение влияния иммуномодуляторов различной структуры и происхождения на резистентность инбредных мышей к заражению возбудителями бактериальных и вирусных инфекций, действию бактериальных токсинов.
В качестве иммуномодулятора использовали следующие препараты.
Сальмозан - полисахарид О-соматического антигена из S.typhiabdominalis, штамм S.typhi 2 4446; получен в лаборатории естественного иммунитета НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи РАМН под руководством профессора М.А. Туманян (11). Использовали в дозе 100мкг/мышь
МОП-35 (коммерческий препарат «Дина») иммуномодулятор металлорганической природы, относится к германийсодержащим соединением (10). Изготовлены АО «Динафарм». Использовали в дозе 10 мкг / мышь.
Миелопид (МП) - фармакопейный препарат. Иммуномодулирующие свойства описаны в работах (6,7). Использовали в дозе 100 мкг/мышь
Стафилококковый энтеротоксин А (СЭА) - токсин белковой природы, изготовленный в Уфимском НИИВС. Иммуномодулирующие свойства токсина описаны в работах (1,3). Использовали в дозе 1 мкг/мышь.
Пирогенал-липополисахарид,выделенный из микробных клетокSalmonellatyphi.Получен в ГУ НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН (Филиал «Медгамал» ГУ НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН. Фармакопейный препарат. Использовали в дозе 100мкг/мышь.
Через одни сутки после введения препаратов мышей заражали различными бактериальными и вирусными инфекциями, а также вводили токсины в дозах, вызывающих гибель животных от 10 до 90 %.
Ниже приводятся штаммы возбудителей инфекционных заболеваний, используемых в качестве патологических воздействий.
Культура золотистого стафилококка штамм Wood-46 вводилась подкожно в дозе 0,33*109мк. кл.
Штамм вируса гриппа А: PR/8/34 (H1N1) - вводили интраназально. Инфекционность вируса выражали в эмбриональных инфекционных дозах (ЭИД50). Использовали дозу 500 ЭИД50.
Культура Klebsiellapneumoniae вводилась внутривенно в.клдозе 102мк
Антитоксическое действие иммуномодуляторов исследовалось после введения «мышиного» токсина чумного микроба и стафилококкового a-токсина.
«Мышиный» токсин чумного микроба получен в лаборатории биохимии РосНИПЧИ «Микроб» (4)
Стафилококковый a-токсин получен в отделении стафилококкового анатоксина производства НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи.
При заражении животных и определении антитоксического действия в каждой опытной группе было не менее 20 животных.
. В опытах по облучению мышей тотально облучали гамма - лучами на установке «ЭКУ-50», источник Со 60, мощность дозы 0,2-0,7 Гр/мин. Для каждой линии мышей была подобрана летальная доза облучения с учетом их различной радиочувствительности. В течение 30 суток после облучения учитывали гибель животных. Мыши получали при этом пищу adlibitum и питье с глюкозой и аскорбиновой кислотой. В каждой группе было 20 мышей
На всех рисунках опытные данные представлены в относительных единицах (№2) - D (дельте) - разности между уровнем изучаемого показателя у опытных и контрольных животных. При выражении опытных данных в относительных единицах для облегчения восприятия экспериментального материала уровень изучаемого показателя у контрольных животных принимался за нулевое значение. Такое представление экспериментальных данных позволяет достаточно наглядно показать направленность изменения изучаемого показателя относительно контрольного уровня при иммуномодулирующем воздействии.
При повышении изучаемого показателя в опытной группе относительно контроля значения опытных данных имеют положительный знак и располагаются на рисунке выше контрольного уровня. При этом наблюдается уменьшение резистентности к действию патогенного агента.
При уменьшении изучаемого показателя в опытной группе относительно контроля значения опытных данных имеют отрицательные значения и на рисунке располагаются ниже контрольного уровня. Это свидетельствует о том, что у мышей после введения иммуномодуляторов наблюдается увеличение резистентности к действию патогенного фактора.
Параллельно изображению опытных данных на всех рисунках представлены уровни изучаемого показателя у контрольных животных в абсолютных единицах- в % гибели
На рис. 1 представлены данные о влиянии сальмозана на чувствительность мышей к стафилококковому α- токсину. Опыты проведены на мышах BALb\C, C57BL\6 и гибридахF1(CBA+ C57BL\6).
Из рисунка видно, что у мышей BALb\C после введения сальмозана наблюдалось значительное снижение чувствительности к токсическому воздействию (гибель в опытной группе на 55% ниже, чем в контрольной группе).
У мышей C57BL\6 также отмечается снижение чувствительности к токсину, в несколько меньшей степени(разница между опытом и контролем составляет 30%).
У гибридов F1, напротив введение сальмозана увеличивает чувствительность к токсическому воздействию.
Определенный интерес представляет сравнение опытных данных с чувствительностью к токсину у контрольных животных.
Положительный эффект при применении сальмозана наблюдается у мышей, которые исходно были чувствительны к действию данного токсина.
Напротив, отрицательный эффект имеет место у мышей F1, которые характеризуются низкой чувствительностью к данному агенту (незначительная гибель у контрольных животных-10%). После введения сальмозана гибель животных мышей F1 увеличивалась.
На рис 2 представлены результаты изучения влияния Моп-35 на чувствительность мышей инбредных линий к «мышиному» токсину чумного микроба.
Так же как и при интоксикации, вызванной стафилококковым α-токсином, характер изменения чувствительности к «мышиному» токсину после введения иммуномодулятора зависел от чувствительности контрольных мышей к токсическому воздействию. Повышение резистентности наблюдалось у мышей СВА, имевших исходно высокуючувствительность к чумной интоксикации. У мышей ВАLВ/С после введения МОП-35 процент гибели животных увеличился, так как исходно они имели низкую чувствительность к «мышиному» токсину.
Аналогичная зависимость между исходной чувствительностью к патологическому воздействию и характером изменения чувствительности после введения иммуномодулятора отмечалась и при заражении мышей инбредных линий бактериальной инфекцией(рис 3).
На рисунке представлены результаты изучения влияния миелопида на резистентность мышей инбредных линий к стафилококковой инфекции. Препарат вводили внутрибрюшинно в дозе 100 мкг мышам линии СВА, ВАL/ВС и гибридам F1.Через 1 сутки мышей заражали культурой золотистого стафилококка.Из рисунка видно, что миелопид увеличивал резистентность мышей СВА и F1 потому, что у этих групп мышей был высокий процент гибели в контрольной группе. При низкой гибели мышей в контрольной группе,как в группе мышей ВАLВ/С, иммуномодулятор снижаетрезистентность к стафилококковой инфекции.
Подобная зависимость между гибелью животных в контроле и характером изменения резистентности к патологическому агенту прослеживается при изучении влияния стафилококкового энтеротоксина на чувствительность мышей различных линий к гриппозной инфекции(рис.4). Из рисунка отчетливо видно, что увеличение резистентности к вирусу гриппа наблюдается в тех опытных группах (мыши СВА иC57BL\6), которым соответствует высокий процент гибели у контрольных животных. При низкой гибели в контрольной группе(мышиNFS), напротив, отмечается снижение резистентности (гибель в опыте выше, чем в контроле). Резистентность увеличивалась лишь к сильным чрезвычайным воздействиям. К слабым по силе воздействиям отмечалось, напротив, снижение резистентности.
По такому же принципу построен рис. 5, на котором изображены результаты экспериментов по изучению влияния пирогенала на резистентность мышей C57BL/6 к различным патологическим состояниям (заражению стафилококковой, клебсиелезной инфекциями и облучению). Из рисунка видно, что при различных патологических воздействиях направленность иммуномодулирующего эффекта зависит от гибели животных в контрольной группе, то есть от исходного уровня изучаемого показателя, в данном случае от резистентности организма к патологическому воздействию. Пирогенал так же как и другие иммуномодуляторы вызывает увеличение резистентности к различным патологическим воздействиям лишь в случае исходно низкой резистентности к данному патологическому агенту, то есть когда характер воздействия носит характер чрезвычайного.
Таким образом, все вышеизложенное показало, что введение всех изученных ИМ не зависимо от структуры и происхождения сопровождается однотипным изменением неспецифической резистентности к различным патологическим воздействиям.Оно характеризуется увеличением резистентности к различным сильным, чрезвычайным повреждающим факторам и, напротив, снижением резистентности к слабым по силе патологическим воздействиям.
Данное утверждение является частным случаем закономерности, свидетельствующей о том, что при иммуномодулирующих воздействиях изменения любого показателя зависит и определяется уровнем изучаемого показателя у контрольных животных. Полученные нами результаты конкретизировали данное свойство. Установлено, что при иммуномодулирующих воздействиях степень изменения изучаемого показателя относительно контрольного уровня находится в обратной зависимости от уровня изучаемого показателя у контрольных животных в момент исследования. Показано, что чем выше уровень изучаемого показателя у контрольных животных в момент исследования, тем в большей степени он понижается или в меньшей степени увеличивается под влиянием иммуномодулятора. Данная закономерность названа нами «принципом зеркальной симметрии».
При изучении резистентности эта закономерность проявляется в том, что чем выше уровень гибели у контрольных животных в момент исследования, тем в большей степени он понижается или в меньшей степени увеличивается. Так во всех опытных группах увеличение резистентности (снижение гибели животных) наблюдалось при высокой гибели мышей в контроле, то есть при сильных повреждающих факторах. Напротив, снижение резистентности (увеличение гибели животных) отмечалось лишь при низкой гибели мышей в контроле, то есть при слабых по силе патологических воздействиях.
Иными словами направленность изменения любого изучаемого показателя, в том числе и резистентности при применении иммуномодуляторов различной структуры и происхождения определяется и зависит от уровня этого показателя у контрольных животных.
Данная закономерность является основным свойством неспецифических реакций.
Неспецифические изменения – это стандартные однотипные изменения, возникающие в ответ на действие самых разных раздражителей.
Вторым характерным свойством неспецифических изменений является то, что они не зависят от вида воздействий, в данном случае от вида иммуномодулятора, а только от силы воздействия.
Третьим характерным свойством неспецифических изменений является их независимость от вида патологического воздействия. Иными словами, изменение резистентности носит однотипный характер и наблюдается не к одному какому-либо патологическому воздействию, а к самым разным по этиологии и патогенезу повреждающим факторам, то есть характеризуется перекрестной резистентностью(рис.5).
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что все эти свойства характерны для иммуномодулируюших воздействий. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о том, что в основе наблюдаемых изменений лежат неспецифические механизмы реагирования, а неспецифический компонент присутствует в действии любого иммуномодулятора и играет важную роль в механизме иммуномодулирующего эффекта,
Неспецифичность данного механизма проявляется в том, что изменения неспецифической резистентности при введении любого иммуномодулятора будут подчиняться одним и тем же закономерностям. А именно будет наблюдаться увеличение резистентости к чрезвычайным воздействиям и снижение резистентности к слабым воздействиям при применении различных патологических воздействий, различающихся по этиологии и патогенезу.
Особый интерес представляют данные о том, что изучаемые препараты могут снижать неспецифическую резистентность организма. Данное свойство заключено в механизме действия любого ИМ и является проявлением его неспецифических свойств.
Полученные нами экспериментальные данные не противоречат утверждению о том, что реакция к сильным раздражителям обеспечивается не только путем чрезмерной стимуляции одних систем организма, но и путем подавления активности других защитных систем.
Полученные результаты, по-видимому, отражают общую закономерность, согласно которой в ряде случаев приспособление к изменившимся условиям среды дается организму ценой мобилизации резервных возможностей, а иногда и более дорогой ценой. Так, И.П. Павлов писал, что при голодании некоторые органы жертвуют собой для сохранения других, жизненно важных. Приспособительным реакциям всегда предшествует или происходит вместе с ними нарушение функции, «полом» по И.П. Павлову (5).
Снижение резистентности к слабым воздействиям может привести к далеко идущим неблагоприятным последствиям, а именно к возникновению эпидемиологической и экологической проблемы иммуномодуляции.
Одним из центральных вопросов инфекционной патологии является учение об эпидемиологическом процессе возникновения и распространения инфекционных болезней.
Наличие резистентной популяции является важнейшей характеристикой, во многом определяющей развитие эпидемиологического процесса.
Нами экспериментально доказано, что после введения ИМ исходно устойчивые особи становятся более чувствительными к различным инфекционным воздействиям. Можно представить, какой вред наносит бесконтрольное применение ИМ, снижая резистентность к различным патологическим воздействиям.
Изменение профиля инфекционной патологии в настоящее время, возникновение инфекционных заболеваний, возбудителями которых стали микроорганизмы, ранее считавшиеся условно патогенными, может также явиться результатом широкого применения иммунотропных препаратов, в том числе и ИМ.
Экспериментально доказано, что иммуномодуляторы требуют дифференцированного подхода как при профилактическом, так и при лечебном применении. (2) При их назначении необходимо учитывать индивидуальные особенности организма, в частности чувствительность к патологическому воздействию. Группой риска при применении иммунотропных средств является резистентная популяция.
Особенно осторожно надо применять ИМ при эпидемии какой-либо инфекции, в том числе и короновирусной.
Полученные результаты позволяют сделать важный в практическом отношении вывод о том, что при профилактическом использовании иммуномодуляторов в период эпидемиологических вспышек необходим дифференцированный, индивидуальный подход к назначению иммуномодуляторов. Желательно исключить лиц, обладающих высокой резистентностью к инфекциям. У этих людей введение иммуномодуляторов может привести к снижению устойчивости не только к инфекционному агенту, вызвавшему эпидемию. Неспецифические реакции организма, как известно, сопровождаются перекрестной резистентностью, поэтому снижение резистентности может наступить к действию самых разнообразных патологических воздействий. ИМ могут приводить к понижению резистентности ко всем патологическим воздействиям, в том числе к возбудителям инфекционной патологии (бактериям, вирусам, представителям грибковой флоры и т.д.). Изменение профиля инфекционной патологии в настоящее время, возникновение инфекционных заболеваний, возбудителями которых стали микроорганизмы, ранее считавшиеся апатогенными, может также явиться результатом широкого применения иммунотропных препаратов.
Подобные изменения неспецифической резистентности организма могут возникать при использовании иммуномодуляторов различной структуры и происхождения. Данное свойство заключено в механизме действия любого ИМ и является проявлением его неспецифических свойств.
Таким образом, все вышеизложенное свидетельствует о существовании эпидемиологической проблемы иммуномодуляции. Однако, изменение резистентности к инфекционным болезням является частным проявлением изменения резистентнности к различным патологическим воздействиям. А эпидемиологический аспект является составляющей экологической проблемы иммуномодуляции
В настоящее время нет необходимости доказывать остроту и масштабность сложившейся в мире экологической ситуации. Виновником экологического кризиса на Земле стал человек. Он является как субъектом, так и объектом последнего.
Экология человека зависит от двух факторов – от действия на организм вредных факторов и от чувствительности организма к ним. Нами впервые на экспериментальном материале доказано, что ИМ уменьшают резистентность к слабым воздействиям, к которым, как правило, относятся экологические факторы. В результате этого ИМ являются средствами, ухудшающими экологию человека. При этом следует учитывать, что ИМ обладают перекрестной резистентностью, которая характеризуется тем, что изменение резистентности наблюдается не к одному какому-либо патологическому воздействию, а одновременно к самым разным по этиологии и патогенезу повреждающим факторам.
Показано, что введение ИМ может увеличить разрушающее влияние на организм всех без исключения неблагоприятных экологических воздействий. Современная цивилизация привела к постоянному пребыванию человека под неблагоприятным экологическим влиянием воздействий малой и средней интенсивности (электромагнитные поля, недоброкачественная питьевая вода и генмодифицированныепродукты, токсические лекарственные препараты и т.п.). Поэтому неоправданное широкое применение иммунотропных средств (иммуномодуляторов,вакцин) может усилить токсическое суммарное воздействие неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды.
В последние годы происходит экологизация современной науки. Любое научное достижение рассматривается с экологической позиции. Это связано с осознанием огромной роли экологической проблемы, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но угрожает самому существованию человечества. ИМ вносят существенный вклад в этот процесс разрушения.
Таким образом, все вышеизложенное свидетельствует не только о существовании экологической и эпидемиологической проблемы иммуномодуляции, но и об ее масштабности. Существование данной проблемы еще раз доказывает необходимость изменения нашего отношения к ИМ как к препаратам массового применения.Они требуют индивидуального подхода.
Установлено, что любой иммуномодулятор повышает резистентность к чрезвычайным воздействиям и снижает резистентность к слабым воздействиям. То есть у любого индивидуума ИМможет как увеличивать, так и снижать резистентность. Реализация иммуномодулирующего эффекта зависит исключительно от свойств макроорганизма, а именно от чувствительности к патологическому воздействию. Из этого вытекает важный вывод о необходимости индивидуального подхода.
Принцип индивидуальности должен быть обеспечен при назначении любого лекарства. Отсутствие этого принципа особенно опасно при назначении любого иммунотропного препарата.
Наши исследования показали, что применение любых иммуномодуляторов при профилактике и лечении инфекционных болезней несовместимо с принципом стандартизации.
Полученные экспериментальные результаты доказывают необходимость изучения неспецифических реакций при исследовании иммуномодулирующего эффекта.
Список литературы
1.Бейлабаева М.Л. Иммунобиологические свойства стафилококковыхэнтеротоксинов.// Бактериальные токсины. 2-я Всесоюзная конференция. Тезисы докладов. Юрмала.-1989. -с.10
2.КирилличеваГ.Б. Автореферат докторской диссертации «Адаптационно-биоритмологические основы вариабельности иммуномодулирующего эффекта» -Москва 2000г.
3.Кирилличева Г.Б., Езепчук Ю.В., Соловьева М.С., Батурина И.Г., Ратгауз Г.Л. Иммуномодулирующие свойства стафилококкового энтеротоксина А. // 2-ая Всесоюзная конференция «Бактериальные токсины»: Тезисы.-Юрмала.-1989.-с.5
4. Наумов А.В., Ледванов М.Ю., Дроздов И.Г. Иммунология чумы.// Саратов. Руководство.-1992.-172с
5.Павлов И.П. Полное собрание трудлв. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. Т.3 607с.
6.Петров Р.В., Михайлова А.А.,Захарова Л.А. Регуляторные медиаторы костного мозга – миелопептиды.// Вестник АМН.-1985.-т.8.-с.58-62.
7.Петров Р.В., Михайлова А.А., Степаненко Р.Н. Миелопептиды. М.: Наука, 2000. -181с.,ил6.
8.Прозоровский С.В., Туманян М.А. Иммуномодуляторы и противоинфекционный иммунитет.// Иммуномодуляторы в инфекционной патологии: Сб. науч. трудов. // Москва.-1988.-с. 3-11.
9.Стафилококки и стафилококковая инфекция.// Изд-во Саратовского ун-та.-1980.-320с.
10.Тузова М.Н. Иммуномодулирующие свойства новых производных индолил-3-ацетата и германийорганических соединений.// Автореф.канд.мед. наук: Новосибирск.-1995.
11.Туманян М.А., Синилова Н.Г., Дуплищева Н.Г., Зайцева Л.Г., Мысякин Е.Б., Ромашевская Е.И. Влияние высокомолекулярных микробных полисахаридов на естественную резистентность к инфекции и иммунный ответ организма.// Актуальные вопросы практической иммунологии. Тез. докл.науч. конф.-Таллин.-1986.-с.47-49.