Развитие иммунной системы потомства после иммуностимулирующего воздействия в ранние сроки беременности
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Иммунология и иммунопатология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 220
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-012703-3
ISBN-онлайн: 978-5-16-103880-2
Артикул: 654527.04.01
Доступ онлайн
В корзину
Издание посвящено роли реакций иммунной системы матери в ранние сроки беременности, связанных с усилением секреции цитокинов лимфоцитами и стимуляцией их пролиферации, в постнатальном развитии иммунной системы потомства. Материал получен путем экспериментального исследования на оригинальной модели стимуляции лимфоцитарного звена иммунной системы мышей. Представлен подробный анализ морфогенеза тимуса и селезёнки, особенности субпопуляционного состава лимфоцитов этих органов и секреции ими цитокинов при воздействии различных митогенов. Авторами изучены реакции иммунной системы потомства при развитии системного воспалительного ответа и опухолевого процесса. В монографии отражены современные представления о пренатальном и постнатальном морфогенезе иммунной системы, о критических периодах, а также об изменениях в ее развитии, обусловленных пренатальным воздействием в более поздние сроки беременности.
Предназначена для гистологов, цитологов, эмбриологов и иммунологов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 06.03.01: Биология
- 36.03.02: Зоотехния
- 44.03.01: Педагогическое образование
- ВО - Магистратура
- 36.04.01: Ветеринарно-санитарная экспертиза
ГРНТИ:
Только для владельцев печатной версии книги: чтобы получить доступ к дополнительным материалам, пожалуйста, введите последнее слово на странице №145 Вашего печатного экземпляра.
Ввести кодовое слово
ошибка
-
978-5-16-012703-3_Облако.pdf
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
РАЗВИТИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ПОТОМСТВА ПОСЛЕ ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В РАННИЕ СРОКИ БЕРЕМЕННОСТИ Н.В. ЯГЛОВА, С.С. ОБЕРНИХИН Москва ИНФРА-М 2021 МОНОГРАФИЯ
УДК 57.017.642/.645:591.44 ББК 52.54:28.03 Я29 Яглова Н.В. Я29 Развитие иммунной системы потомства после иммуностимули- рующего воздействия в ранние сроки беременности : монография / Н.В. Яглова, С.С. Обернихин. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 220 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Научная мысль). — www. dx.doi.org/10.12737/25128. ISBN 978-5-16-012703-3 (print) ISBN 978-5-16-103880-2 (online) Издание посвящено роли реакций иммунной системы матери в ранние сроки беременности, связанных с усилением секреции цитокинов лим- фоцитами и стимуляцией их пролиферации, в постнатальном развитии иммунной системы потомства. Материал получен путем эксперименталь- ного исследования на оригинальной модели стимуляции лимфоцитар- ного звена иммунной системы мышей. Представлен подробный анализ морфогенеза тимуса и селезёнки, особенности субпопуляционного соста- ва лимфоцитов этих органов и секреции ими цитокинов при воздействии различных митогенов. Авторами изучены реакции иммунной системы потомства при развитии системного воспалительного ответа и опухо- левого процесса. В монографии отражены современные представления о пренатальном и постнатальном морфогенезе иммунной системы, о кри- тических периодах, а также об изменениях в ее развитии, обусловленных пренатальным воздействием в более поздние сроки беременности. Предназначена для гистологов, цитологов, эмбриологов и иммунологов. УДК 57.017.642/.645:591.44 ББК 52.54:28.03 Р е ц е н з е н т ы: Курило Л.Ф. — доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико- генетический научный центр», заслуженный деятель науки РФ; Боронихина Т.В. — доктор медицинских наук, профессор кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ФГБОУ ВО «Первый Москов- ский государственный университет им. И.М. Сеченова» ISBN 978-5-16-012703-3 (print) ISBN 978-5-16-103880-2 (online) Материалы, отмеченные знаком , доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com © Яглова Н.В., Обернихин С.С., 2017
СОКРАЩЕНИЯ АКТг — адренокортикотропный гормон Дп — десятичная пропорция ИД — индекс дегрануляции ИЛ — интерлейкин ИНФγ — интерферон γ Кон А — конканавалин А ЛПС — липополисахарид ПАЛМ — периартериальная лимфатическая муфта СгК — средний гистохимический коэффициент ТФР-β — трансформирующий фактор роста β ФНо-α — фактор некроза опухоли α αGc — αGalactosylceramide, α-галактозилцерамид Bapx1 (Nkx3.2) — bagpipe homeobox homolog 1 (NK3 homeobox 2) BMP — bone morphogenic protein CD — cluster of differentiation, кластер дифференцировки CSFR — Colony Stimulating Factor Receptor Delta — лиганд Notch-рецептора E — сутки пренатального развития Eya1 — eyes absent homolog 1 F4/80 — мышиный аналог белка человека EMR1 (EGF-like module-containing mucin-like hormone receptor-like 1) Flk1 — fetal liver kinase 1 Foxn1 — forkhead box protein n1 GATA — транскрипционный фактор, связывающийся с последовательностью гАТА ДНК Gcm2 — glial cells missing homolog 2 Hoxa3 — homeobox protein a3 Ig — иммуноглобулин Ihh — Indian hedgehog, белок семейства сигнального пути hedhehog млекопитающих NFκB — nuclear factor κB, нуклеарный фактор κB NK — natural killer, естественный киллер NKT — natural killer T-cell, NKT-клетка Nkx2.5 — транскрипционный фактор NK2 homeobox 5
Notch — cигнальный путь Notch P — сутки постнатального развития Pax — paired box protein Pbx — Pre-B-cell leukemia transcription factor Scl — stem cell leukemia gene (basic helix-loop-helix transcription factor) sIg — soluble immunoglobulin Six1/4 — sine oculis homolog 1/4 Sonic hedhehog — белок семейства сигнального пути hedhehog млекопитающих Sox11 — sex determining region Y-box 11 Tbx 1 — T-box 1 Tcf21 — transcription factor 21 TCR — T-cell receptor, Т-клеточный рецептор Th — Т helper, Т-хелпер TLR — toll-like receptor, толл-подобный рецептор Tlx1 (Hox11) — T-cell leukemia homeobox 1 UEA1 — агглютинин Ulex Europaeus типа 1 Wnt — wingless + INT, сигнальный путь Wnt Wt1 — Wilms Tumor 1 protein
ВВЕДЕНИЕ Развитие иммунной системы определяется комплексом раз- личных эндогенных и экзогенных факторов, действующих на орга- низм во внутриутробном периоде развития, а также после его рож- дения. особое внимание эмбриологов, гистологов, иммунологов в последние десятилетия привлекает действие различных факторов в пренатальном периоде, так как они могут, по мнению ряда иссле- дователей, «программировать» развитие центральных и перифери- ческих органов иммунной системы [Barker D. et al., 2002; Huizink A. et al., 2004; Fowden A. et al., 2006; Warner M., Ozanne S., 2010; Hodyl N. et al., 2011]. Из научной литературы известно, что алимен- тарный дефицит витаминов, микро- и макроэлементов, белков и др., эндокринные расстройства, инфекционные заболевания, приём ряда лекарственных препаратов во время беременности от- рицательно сказываются на функционировании иммунной системы потомства [McDade T. et al., 2001; McGill J. et al., 2009; Palmer A., 2011]. Увеличение заболеваемости детей аллергическими, аутоиммун- ными, онкологическими заболеваниями, частые и хронически про- текающие инфекционные заболевания указывают на нарушения функционирования иммунной системы. Рост ряда заболеваний обусловлен экологическими и социальными причинами, но и в раз- вивающихся и в развитых странах детская иммунопатология имеет тенденцию к увеличению [Bjorksten B., 2009]. Это диктует необхо- димость проведения фундаментальных исследований, направ- ленных на выявление причин нарушения функционирования им- мунной системы. В последние годы все большим количеством специалистов вы- сказывается мнение, что одной из причин дисфункций иммунной системы является изменение ее развития во внутриутробном пе- риоде, обусловленное действием различных факторов на мате- ринский организм во время беременности [Bellinger D. et al., 2008]. Имеются данные, что действие различных стрессовых факторов во втором и третьем триместрах беременности приводит к измене- ниям функционального состояния иммунной и эндокринной систем матери и оказывает отрицательное действие на развивающиеся органы иммунной системы плода [Villamor E. et al., 2010]. Наименее изученным аспектом этой проблемы является возможность влияния различных факторов на развитие иммунной системы зародыша на ранних сроках беременности, а точнее, первых четырёх недель. Это наиболее уязвимый период для действия экзогенных факторов, так как на этом сроке беременность,
как правило, еще не диагноcтирована, и будущая мать может подвергаться действию запрещенных при беременности лекарственных препаратов, вакцинации, действию профессиональных вредностей и т.д. В связи с этим наибольший интерес и научно-практическую значимость представляет исследование следующих трех проблем: 1) возможно ли изменение формирования органов иммунной системы зародыша вследствие действия стрессорных факторов в ранние сроки беременности до появления зачатков этих органов; 2) существует ли связь между определенными реакциями иммунной системы матери и изменениями развития органов иммунной системы зародыша; 3) какова длительность этих изменений, способны ли они регрессировать. Исследования в этой области необходимы для установления причинно-следственных связей между состоянием иммунной системы матери, ее реакциями на действие различных факторов во время беременности и развитием иммунной системы ребёнка. они позволили бы не только существенно расширить представления об эмбриогенезе и гистогенезе органов иммунной системы и кроветворения, но и вскрыть причины развития той или иной патологии иммунной системы, создать научно-обоснованную стратегию профилактики и лечения заболеваний у детей, подвергшихся пренатальному воздействию.
Глава 1 ИЗМЕНЕНИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ПОТОМСТВА И ИХ МЕХАНИЗМЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ В ПРЕНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ 1.1. ПРЕНАТАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВНУТРИУТРОбНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ Эпидемиологические исследования, а также данные, полученные в экспериментах на животных, показывают, что воздействие неблагоприятных факторов на материнский организм во время беременности может приводить к нарушениям развития плода, имеющим отдалённые последствия [Barker D. et al., 2002; Huizink A. et al., 2004; Fowden A. et al., 2006; Merlot E. et al., 2013]. Например, нежелательное воздействие во время беременности может повлиять на микроокружение плода [Wadhwa P., 2005], кроме того, это может оказать влияние на рост и функциониро- вание физиологических систем, которые развиваются после рож- дения. В связи с длительным характером этих изменений это яв- ление получило название «внутриутробное программирование» или «импринтинг плода». Этот термин обозначает закономерные изме- нения морфогенеза и функционирования определенных органов или систем зародыша под воздействием конкретных факторов, дей- ствующих опосредованно через изменения в организме матери или в сочетании с непосредственным воздействием на зародыш. Эта способность модулировать физиологические системы развивающе- гося потомства может обеспечивать механизм адаптации к окру- жающей среде в неонатальном периоде [Fowden A. et al., 2006]. од- нако такое программирование плода может оказаться пагубным в тех условиях, когда воздействие внешних стимулов находится вне физиологических диапазонов. Длительное действие таких нагрузок приводит к функциональному истощению этих систем. Эта кон- цепция известна под названием аллостатической нагрузки. Вы- сокая аллостатическая нагрузка увеличивает риск заболеваний, раз- витие которых чаще связывают со старением. Кроме того, програм- мирование плода может отрицательно сказываться на способности организма справляться с неблагоприятными факторами окру- жающей среды в последующей жизни [Coe C., Lubach G., 2005].
По имеющимся в научной литературе данным, различные не- благоприятные воздействия во время беременности могут оказы- вать долгосрочное влияние на нейрохимические процессы, функ- ционирование гипоталамо-гипофиз-надпочечниковой оси, им- мунные реакции, повышая восприимчивость к различным заболеваниям у потомства, влияя на физическое развитие, поведен- ческие реакции [Захарова Л.А., 2015; Kofman O., 2002; Maccari S. et al., 2003]. Воздействие стрессорных факторов во время беремен- ности у грызунов и приматов также изменяет деятельность гипота- ламо-гипофиз-надпочечниковой оси и нейромедиаторов у по- томства, увеличивает тревожность и эмоциональность, снижает развитие моторики и способности к обучению [Welberg L., Seckl J., 2001; Huizink A., et al., 2004], влияет на массу тела при рождении [Nordentoft M. et al., 1996; Wadhwa P., 2005; Precht D. et al., 2007]. У человека низкий вес при рождении коррелирует с большей восприимчивостью к ишемической болезни сердца и сахарному диабету II типа в более позднем возрасте [Wadhwa P., 2005]. Пренатальная нагрузка, приводящая к увеличению уровня циркулирующих провоспалительных цитокинов у матери, способствует развитию астмы и атопических заболеваний у детей [von Hertzen L. et al., 2002; Coussons-Read M. et al., 2005; Coussons-Read M. et al., 2007]. Кроме того, изменение уровня цитокинов у беременных женщин, как предполагается, увеличивает риск аллергии у их потомства в более позднем возрасте [Hamada K. et al., 2003; Prescott S. et al., 2005; Pincus-Knackstedt M. et al., 2006]. Недоедание, травмы и инфекции во время беременности представляют значительную часть причин заболеваемости и смертности после перинатального периода [Baxter E. et al., 2012; Walker W. et al., 2012]. Концепция о связи недостаточного питания матери во время беременности и долгосрочными последствиями для здоровья и благополучия потомства получила широкое признание [Le Floc’h N. et al., 2012; Reynolds L., Caton J., 2012]. Различные алиментарные дефициты у матери могут воздействовать на эмбрион как напрямую, так и путем изменений в иммунной системе матери [Palmer A., 2011]. Установлена прямая негативная роль дефицита витамина А в развитии тимуса и гемопоэза [Mendelsohn C., 1994; Wendling O. et al., 2000; Niederreither K. et al., 2003; Vermot J. et al., 2003; Ryckebusch L. et al., 2010], показано влияние диеты с высоким со- держанием доноров метильных групп на эпигенетическую регу- ляцию развития лимфоцитов у плода [Hollingsworth J. et al., 2008]. К тяжелым факторам пренатального воздействия относятся ин- фекционные заболевания, протекающие во время беременности. они вызывают метаболические и иммунологические изменения
в организме матери, могут влиять как на развитие иммунной системы плода, так и новорождённого, вызывать внутриутробную гибель плода, оказывать тератогенное действие [Dauby N. et al., 2012]. 1.2. ИЗМЕНЕНИЯ ВРОжДЕННОГО ИММУНИТЕТА Исследования стрессорного влияния на иммунную систему плода в поздние сроки беременности указывают, что она особенно чувствительна к таким воздействиям. При изучении последствий пренатального воздействия на систему врожденного иммунитета исследователями в основном оценивались два параметра: цитоток- сическая активность NK-клеток и активность макрофагов. Устано- влено, что воздействие физических факторов, например, электри- ческого тока, нарушение режима освещения во второй половине беременности ослабляет цитотоксичность NK-клеток в раннем пост- натальном периоде у крыс, особенно самцов [Klein S., Rager D., 1995], а также снижает резистентность к экспериментально инду- цированным опухолям in vivo у мышей [Palermo-Neto J. et al., 2001] и крыс [Nakamura T. et al., 2011]. Психоэмоциональный стресс приводит к задержке развития врожденного иммунитета в постанатальном периоде. Показано, что происходит ингибирование функции макрофагов (снижение миг- рации и фагоцитарной активности) и нейтрофилов у половозрелого потомства обоего пола [Palermo-Neto J. et al., 2001; Fonseca E., et al., 2002]. Психоэмоциональные и социальные стрессы у макак-резусов во втором и третьем триместре беременности снижают активность NК-клеток в 4–6-месячном возрасте [Coe C. et al., 2007]. Этот эф- фект усугубляется увеличением дефицита железа [Neveu P. et al., 1994]. Поведенческие реакции у такого потомства показывают вы- сокий уровень стресса и тревожности [Palermo-Neto J. et al., 2001]. В свою очередь, стресс изменяет иммунную функцию и деятель- ность гипофиз-надпочечниковой оси, что может приводить к изме- нению профиля цитокинов макрофагального происхождения, следовательно, нарушению регуляторных механизмов, связанных с фагоцитозом у взрослого потомства [Dunn A., 1995; Kay G. et al., 1998; Licinio J., Frost P., 2000]. Пренатальный акустический и фото- стресс, которому подвергались самки крыс трижды в первую, вторую и третью недели беременности, в приводил к снижению ци- тотоксичности естественных киллеров у половозрелого потомства [Kay G. et al., 1998]. Эти данные подтверждаются и результатами исследований пренатального воздействия на цитокиновый профиль лимфоцитов обезьян и крыс. отмечено значительное снижение секреции провоспалительных цитокинов (ФНо-β, ИЛ-6) в лимфоцитах периферической крови под действием ЛПС в системе
in vitro [Coe C. et al., 2002]. В то же время ЛПС увеличивает уровень кортикостерона, вызывает аллергическое воспаление дыхательных путей и усиливает лихорадку у потомства [Hashimoto M. et al., 2001; Pincus-Knackstedt M. et al., 2006]. Таким образом, пренатальный стресс вызывает различные изменения в реакциях врожденного иммунитета в зависимости от сроков воздействия и пола животных. Воздействие в более ранние сроки развития зародыша оказывает негативные последствия на функцию естественных киллеров в постнатальном периоде в большей сте- пени, чем макрофагов. 1.3. ИЗМЕНЕНИЯ ПРИОбРЕТЕННОГО ИММУНИТЕТА Как показывают литературные данные, у грызунов [Hashimoto M. et al., 2001] и свиней [Tuchscherer M. et al., 2002], перенесших стресс в пренатальном периоде, структура и функция тимуса изме- нены уже при рождении. общее количество лимфоцитов перифе- рической крови [Llorente E. et al., 2002], а также соотношение CD4+ и CD8+ [Gotz A., Stefanski V., 2007] уменьшаются даже у взрослых крыс, чьи матери подвергались пренатальному воздействию, но с другой стороны, Kay G. с соавт., 1998 сообщают об отсутствии пренатального влияния фото- и акустического стресса на субпопу- ляцию Т-лимфоцитов селезёнки и периферической крови взрослых крыс. Возможно, это связано с меньшей продолжительностью и силой пренатального воздействия или же со временем гестацион- ного периода, в котором это воздействие происходило. Исследо- вания о влиянии пренатального стресса на пролиферацию как по- казатель функциональной активности Т-лимфоцитов выявляют неоднозначные результаты в зависимости от возраста потомства и иммуногена. отмечено, что последствием пренатального акусти- ческого стресса является снижение Кон А-индуцированной проли- ферации спленоцитов у 14-дневных [Sobrian S. et al., 1997], но не у 3-месячных крыс [Klein S., Rager D., 1995]. Пролифера- тивный ответ клеток селезёнки на фитогемагглютинин, наоборот, возрастал у 21-дневных крыс, но не у 2-месячных крыс [Sobrian S. et al., 1997]. Психоэмоциональный стресс в третьем триместре бере- менности у свиней снижал пролиферативный ответ лимфоцитов на стимуляцию Кон А до 3-дневного возраста [Tuchscherer M. et al., 2002; Vanbesien-Mailliot C. et al., 2007]. Реакция Т-лимфоцитов на специфические антигены также изме- няется при пренатальном воздействии. Т-лимфоциты, полученные от 3-дневных обезьян, чьи матери подвергались ежедневному стрессу, имеют пониженную способность отвечать на чужеродные антигены в смешанной культуре лимфоцитов, если воздействие происходило
Доступ онлайн
В корзину