The inertness of lymphocitic Fc-receptors under effect of prostaglandins and isoproterenol and alteration of lipid metabolism in children with insulin-dependent diabetes mellitus

Abstract


The study was organized to examine lipid spectrum of blood lymphocytes in children with insulin-dependent diabetes mellitus. The capacity of Fc-receptors of lymphocytes to respond to effect of prostaglandins and isoproterenol having modulating characteristics was also examined. The sampling included 18 children with insulin-dependent diabetes mellitus in decompensation phase aged from 7 to 15 years. The control group consisted of 12 healthy children of the same age. The examination of surface receptors to Fc-fragments IgG was implemented using reaction of EA-rosetting. The lipid and phospholipid spectrum of lymphocytes were analyzed using technique of thin-layer chromatography of lipids. The established “areactivity” of surface Fc-receptors of lymphocytes is related to alteration of lipid composition of membranes of lymphocytes. In this connection, it is possible to expect that other receptors fixed on the membrane will faintly react to effect of modulators similar to prostaglandins and isoproterenol.

Full Text

Н арушения обмена веществ при сахарном диабете (СД) вызывают функциональные изменения некоторых органов и тканей. Особенно тяжело переносится больными СД иммунологическая недостаточность, клинически проявляющаяся частыми инфекционными заболеваниями с тяжелым течением [1]. Данные лабораторных исследований при этом свидетельствуют о снижении функциональной активности иммунокомпетентных клеток [1, 2]. Однако в настоящее время нет единой кон - цепции патогенеза иммунодефицитного состояния при СД [3, 4]. Данная работа основана на предположении, что нарушения обмена углеводов при СД сопровождаются изменением липидной формулы сыворотки крови и состава мембран эритроцитов [5, 6], а аналогичные изменения липидного состава мембран, по-видимому, могут быть и в других клетках, в частности в лимфоцитах, что может приводить к нарушению их функциональной активности [7]. Исследовали липидный состав лимфоцитов крови у детей, больных инсулинзависимым СД, у которых одновременно с этим изучали способность Fc рецепторов (FcR) лимфоцитов отвечать на действие простагландинов (ПГ) и изопротеренола, обладающих модулирующими свойствами [8, 9]. Материал и методы В работе использовали кровь, взятую натощак у 18 детей, больных инсулинзависимым СД в фазе декомпенсации, в возрасте 7-15 лет. Контрольную группу составили 12 здоровых детей того же возраста. Изучение поверхностных рецепторов к Fc-фрагментам IgG (FcR) проводили с помощью реакции розеткообразова- ния с эритроцитами быка (E), нагруженными кроличьей антисывороткой (А) - реакции EA-розеткообразования (EA-POK) [10-12]. Метод выделения лимфоцитов крови и определения реакции FcR на ПГБ2 (2 нМ), П^ (2 нМ) и изопротеренол (10-5, 10-6 М) с по мощью EA-POK описан ранее [10]. Эффективным считается отклонение EA- POK от контрольных значений, равное 7% и более (2о). 75 50 25 100-1 75- 50- 25- Липидный и фосфолипидный спектр хлороформенных экстрактов лимфоцитов исследовали методом тонкослойной хроматографии с последующей регистрацией на денситометре [8]. В липидном спектре определяли следующие фракции: фосфолипиды, свободный холестерин, неэстерифицированные жирные кислоты, триглицериды, эфиры холестерина; в фосфолипидном спектре - лизофосфатидилхолин, фосфатидилхолин, сфингомиелин + фосфатидилинозит, фосфатидилэтано- ламин. Полученные данные обработаны методом вариационной статистики с использованием пакета статистических программ Stat Soft 60. Достоверными считали различия при р < 0,05. Результаты и обсуждение “Г 1 2 Уменьшение FcR Отсутствие реакции 3 4 [;;;;[ Увеличение FcR В таблице приведены данные содержания липидов и фосфолипидов в лимфоцитарных экстрактах у здоровых и больных детей СД. Выявлены существенные изменения как липидного, так и фосфолипидного спектра мембран. В составе липидов лимфоцитов у детей, больных СД, наиболее значимо повышение содержания свободного холестерина и отношения холестерин/фосфолипиды, а также снижение уровня неэстерифицированных жирных кислот; в составе фосфолипидов увеличение концентрации фосфатидилхолина и уменьшение - фос- фатидилэтаноламина. Распределение (в %) здоровых детей (а) и детей, больных СД (б), по типу ответа FcR лимфоцитов на действие модуляторов. 1 - ПГЕ2 2 • 10-9 М; 2 - ПГЕ2а 2 • 10'9 М; 3 - изопротеренол 10'5 М; 4 - изопротеренол 10-6 М. разным стимулам диапазон частоты выявления неотвечающих лиц при СД составляет 0,62-0,89, у здоровых - 0,38-0,69. Таким образом, у больных в фазе декомпенсации инсулинзависимого СД нами выявлены, с одной стороны, изменение липидного состава мембраны лимфоцитов, с другой - инертность FcR лимфоцитов при действии модуляторов. Из этого следует, что такие изменения состава мембраны могут составлять молекулярный базис функциональной недостаточности иммунокомпетент- ных клеток и, в частности, нарушения регуляции экспрессии рецепторов. Выявленное увеличение отношения холестерин/фосфолипиды у детей, больных СД, вызвано в основном в основном повышением концентрации свободного холестерина, которое, по-видимому, обусловлено снижением активности лецитин-холестерин-ацилтрансферазы, осуществляющей эстерификацию холестерина (у больных содержание эфиров холестерина в лимфоцитарных экстрактах снижено). Увеличение отношения холестерин/ фосфолипиды в мембранах в первую очередь должно влиять на функции, связанные с движением. Это может быть и уменьшение подвижности рецепторов, обусловливающее их "ареактивное" состояние, которое мы описали, и снижение фагоцитарной активности, хемотаксиса и т. п., ранее описанное при СД [1]. Другим важным фактором декомпенсации лимфоцитов у больных СД является обеднение пула неэстери- фицированных жирных кислот, в состав которого входит арахидоновая кислота - основной источник ПГ и При исследовании способности FcR лимфоцитов отвечать на действие ПГБ2, ПГЕ2а и изопротеренола в группе больных СД обнаружено увеличение числа лиц, не отвечающих ни на один из использованных модуляторов. Частота выявления таких детей среди больных составляет 0,67 (12 из 18) и достоверно отличается от частоты выявления "ареактивных" лиц в группе здоровых детей - 0,18 (2 из 12). Ранее [11] было показано, что лимфоциты здоровых детей и взрослых индивидуально реагируют на ПГБ2, ПГЕ2а и изопротеренол уменьшением или увеличением числа FcR. У детей, больных СД, также можно наблюдать разную способность лимфоцитов реагировать на модуляторы, но значительно реже у больных преобладают группы с отсутствием ответа (см. рисунок). По Спектр липидов и фосфолипидов в экстрактах лимфоцитов у детей, больных СД Показатель Здоровые дети Дети, больные СД Липиды, %: фосфолипиды 36,16 ± 1,73 41,86 ± 1,50* свободный холестерин 21,22 ± 1,78 43,77 ± 1,53* эфиры холестерина 15674 ± 2,41 9,51 ± 0,32* отношение холестерин/ фосфолипиды 0,83 ± 0,06 1,21 ± 0,08* неэстерифицированные жирные кислоты 11,59 ± 0,84 1,82 ± 0,74* триглицериды 6,59 ± 1,91 3,00 ± 1,25 Фосфолипиды, %: лизофосфатидилхолин 0,23 ± 0,53 1,31 ± 0,53 фосфатидилхолин 43,24 ± 1,80 50,69 ± 1,69* фосфатидилэтаноламин 40,55 ± 2,41 27,43 ± 1,12 сфингомиелин + фосфатидили- нозит 15,98 ± 1,49 20,13 ± 1,10* Примечание. * - р < 0,05. лейкотриенов. Иммуномодулирующие свойства этих метаболитов хорошо известны, определена также роль ПГ в кооперативных межклеточных взаимодействиях как фактора, осуществляющего контроль активности имму- нокомпетентных клеток по принципу отрицательной обратной связи [7]. Возможная недостаточность ПГ при СД благоприятствует развитию аутоиммунной агрессии - основного патогенетического звена заболевания. Кроме того, эндогенные ПГ могут участвовать во внутриклеточных событиях при передаче инициирующего сигнала с мембраны внутрь клетки и быть вовлечены как "вторичные посредники" в реализацию действия большинства гормонов [12]. Практически полное отсутствие неэсте- рифицированных жирных кислот и, вероятно, ослабленный синтез ПГ у больных СД объясняют отсутствие реакции FcR при действии изопротеренола и экзогенных ПГ. Подобный эффект у здоровых детей вызывает индо- метацин, блокируя синтез эндогенных ПГ и отменяя тем самым модулирующий эффект изопротеренола. В фосфолипидном спектре лимфоцитарных экстрактов обнаружено выраженное изменение соотношения фракций фосфатидилхолина и фосфатидилэтанолами- на, которое в норме приближается к 1:1, а при сахарном диабете равно 2:1. Уменьшение относительного содержания фосфатидилэтаноламина и повышение уровня фосфатидилхолина в мембранах лимфоцитов могут быть связаны с изменением активности метилтранс- фераз, осуществляющих переход фосфатидилэтанола- мина в фосфатидилхолин [13], а также уменьшением в сыворотке крови количества а-липопротеидов [5], ко - торые являются основной формой транспорта фосфа- тидилэтаноламина [14]. Показано [15], что интерферон, активируя лимфоциты человека, повышает содержание ненасыщенных жирных кислот во фракции фосфати- дилэтаноламина, не изменяя при этом другие фракции фосфолипидов. Снижение уровня фосфатидилэтанола- мина в мембране может вызывать снижение чувствительности иммунокомпетентных клеток к интерферону, стимулирующему многие функции, и способствовать развитию недостаточности иммунитета при СД. В заключение следует отметить, что использованная в работе реакция EA-POC выявляет несколько популяций лимфоцитов, несущих FcR, в том числе субпопуляцию T-супрессоров, и клеток, выполняющих антителозависимый лизис. У больных СД уменьшено количество T- супрессоров, нарушена их функциональная активность, а также снижена активность клеток антителозависимого лизиса. Все это может быть объяснено инертностью FcR лимфоцитов, обнаруженной нами в эксперименте. "Аре- активность" поверхностных FcR мы связываем с изменением липидного состава мембран лимфоцитов. В связи с этим можно ожидать, что и другие рецепторы, фиксированные на мембране, будут слабо реагировать на действие модуляторов, аналогичных ПГ и изопротеренолу.

About the authors

Tatyana I. Turkina

N.I. Pirogov Russian national research medical university Minzdrav of Russia

Email: kldkaf@yandex.ru
117997 Moscow, Russia
MD, PhD, DSc

S. N Scherbo

N.I. Pirogov Russian national research medical university Minzdrav of Russia

117997 Moscow, Russia

P. D Vaganov

N.I. Pirogov Russian national research medical university Minzdrav of Russia

117997 Moscow, Russia

V. V Talitskii

N.I. Pirogov Russian national research medical university Minzdrav of Russia

117997 Moscow, Russia

E. T Mandjiev

N.I. Pirogov Russian national research medical university Minzdrav of Russia

117997 Moscow, Russia

References

  1. Байбурина Г. Г. Иммунологические аспекты сахарного диабета у детей. Российский иммунологический журнал. 2011; 5(14): 3-4.
  2. Gupta S., Fikring S.M., Khanna S., Orti E. Deficiency of suppressor T-cell in insulin-dependent diabetes mellitus. Immurnol. Lett. 1982; 4: 289-94.
  3. Davidson N. J., Sowden J. M., Fletcher J. Defectiv phagocytosis in insulin controlled diabetics: evidence for a reaction between glucose and opsonissing proteins. J. Clm. Pathol. 1984; 37: 783-6.
  4. Selam J. L., Clot J., Andary М., Mirouze J. Circulating lymphocyte subpopulation juvenile insulin - dependent diabetes. Diabetologia. 1979; 16: 35-40.
  5. Туркина Т. И., Марченко Л. Ф., Сапелкина Л. В. Показатели спектра липидов сыворотки крови и мембран эритроцитов при сахарном диабете у детей. Проблемы эндокринологии. 1986; 5: 32-6.
  6. Щербакова М.Ю., Лебедькова С.Е., Туркина Т.И., Синицын П.А., Рощупкин А.Н. Метаболический синдром у детей и подростков. Оренбург: 2011.
  7. Schmidt В., Flesch I., Ecker В. Membrane phospholipid changes during macrophage activation. Agents Actiom. 1984; 15: 21-7.
  8. Шталь Э., ред. Хроматография в тонких слоях: Перевод с немецкого. М.; 1965.
  9. Izvekova V.А., Cheredeev А.N., Konstantinov А.А. Prodaction of prostaglandins by human monocytes and its effects on Fc-receptors of human limphocytes. International Congress of Immuuology, 6-th. Toronto; 1986.
  10. Morelia L., Webb S.R., Grossi G.E. Functional analysis of two T-cell subpopulation: help and suppression of 134 В cell responses Tcell bearing receptors for IgM and IgG. J. Exp. Med. 1977; 146: 184-200.
  11. Чередеев А.Н., Извекова В.А Эффекты простагландинов E F2a и изопротеренола на Fc-рецепторы лимфоцитов и нейтрофилов. Актуальные вопросы иммунологии и иммунопатологии. Ростов н/Д.; 1985.
  12. Pawlikowski М. Are prostaglandins involved in the mitogenic action of hormones? J. Clin. Endocrinol. 1983; 3: 233-8.
  13. Hirata F., Axelrod J., Crews F.T. Concanavalin А Stimulates phospholipid methylation and phosphatidilserine decarboxylation in rat mast cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979; 76: 4813.
  14. Туркина Т.И., Щербо C.H. Клиническое значение исследования содержания холестерина в липопротеидах высокой плотности. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2013; 6: 160-2.
  15. Boughoux P., Salem N., Leons С., Hoffman Т. Alteration in the membrane fatty acid composition of human lymphocytes and cultured transformed cells inducted by interferon. Molec. Immunol. 1985; 22: 1107-13.

Statistics

Views

Abstract - 34

PDF (Russian) - 1

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies