Medline.ru - Липидный обмен и иммунный статус пострадавших при травматической болезни

Влияние липидного обмена на состояние иммунной системы изучено у пострадавших при тяжёлой травме. Параллельное исследование в течение 30 суток содержания в сыворотке крови основных липидов и неэстерифицированных жирных кислот и параметров иммунитета позволило выявить ряд зависимостей между этими системами. Установлено, что изменения липидного обмена при травматической болезни оказывают преимущественное влияние на состояние гуморального иммунитета. ТН2 - тип иммунного ответа более зависим от содержания неэстерифицированных эссенциальных жирных кислот, чем ТН1 - тип. Влияние неэстерифицированных жирных кислот на состояние иммунной системы при травматической болезни связано, главным образом, с их участием в биосинтезе и, в меньшей мере, - с их энергетической ценностью. Среди показателей липидного обмена наибольшую значимость для иммунной системы имеют полиненасыщенные жирные кислоты.

The influence of lipid metabolism on immune system condition is investigated at patients in a multiple trauma. Parallel research within 30 day of the basic lipids and nonesterificated fatty acids contents in blood and parameters of immunity has allowed to reveal a number of dependences between these systems. It is established that changes of the lipid metabolism in trauma influence primarily on a condition humoral immunity. ТН2 - type of the immune response is more dependent from the contents of fatty acids, than ТН1 - type. The influence of nonesterificated fatty acids on the condition of immune system in trauma is connected with their participation in biosynthesis and in a smaller measure - with their energy value. Among parameters of the lipid metabolism polyunsaturated fatty acids have the greatest importance for immune system.

Введение

Имеющиеся в литературе данные о влиянии липидного обмена на иммунологическую реактивность организма отличаются крайней противоречивостью и содержат сведения как о развитии метаболической иммунодепрессии, так и об активации функции иммунной системы. Интерес к проблеме существует уже более 30 лет, но тем не менее она остаётся далёкой от своего решения.

Количество липидов в лимфоцитах сравнительно небольшое, оно составляет менее 9% сухой массы клеток. Для них характерно низкое содержание холестерина (около 14%) и высокое - фосфолипидов (около 60%) [7] На долю триглицеридов приходится около 20% [9]. Отмечено, что жирнокислотный состав лимфоцитов имеет ряд особенностей и при этом отличается высокой степенью стабильности. Больше всего в них содержится пальмитиновой и олеиновой жирных кислот, вдвое меньше - стеариновой и линолевой.

Снижение иммунитета, наблюдаемое на фоне гиперлипидемии, и возможность его восстановления при нормализации липидного обмена [5; 6] позволило сформулировать понятие метаболической иммунодепрессии [4].

Было установлено, что любая богатая жирами диета приводит к синтезу ЛПНП и ЛПОНП, которые даже в физиологических концентрациях способны ингибировать ряд функций лимфоцитов [2; 11], а повышение холестерина, НЭЖК и липопротеидов оказывает угнетающее действие на иммунитет [5].

Считается, что наиболее выраженным влиянием на иммунный ответ обладают незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК): линолевая, линоленовая и арахидоновая. Имеются данные об аналогичном действии олеиновой кислоты. При этом избыточное потребление ПНЖК приводит к более выраженной иммуносупрессии [1].

Установлено влияние ПНЖК на разные этапы иммунного ответа. Рыбий жир и входящие в него w3 и w6 ПНЖК способны угнетать хемотаксис и миграционную способность нейтрофилов и моноцитов, цитотоксичность макрофагов, активность натуральных киллеров [12]. Однако имеются данные, согласно которым избыток ПНЖК сопровождался усилением хемилюминисценции макрофагов, а скорость ответа при этом увеличивалась в 4 раза [4].

Oсновные неэстерифицированные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая, линолевая, олеиновая, арахидоновая) могут ингибировать басттрансформацию лимфоцитов [17]. Показано влияние ПНЖК на скорость пролиферации иммунокомпетентных клеток и апоптоз [14].

Материалы и методы исследования

У 60 пациентов с тяжёлой сочетанной травмой в динамике было проведено комплексное обследование, включавшее в себя параллельное определение нутритивного и иммунного статуса. Средний возраст обследованных составил 38,4±2,1 лет. Тяжесть повреждения, оцененная по шкале ВПХ-П [3], составила в среднем 11,2±0,9 баллов (от 0,8 до 24,7 баллов). Тяжесть состояния на момент поступления по шкале ВПХ-СП составила 27,9±1,6 баллов (от 12 до 54 баллов)

Контрольную группу составили 30 практически здоровых мужчин. Средний возраст 30,6±4,3 лет.

Для оценки нутритивного статуса использовались традиционные антропометрические методы, включающие в себя определение толщины кожно-жировых складок и окружностей тела пострадавших, расчёт площади поверхности жировой ткани [8] и процентного содержания жира в организме [16].

Определение липидов сыворотки крови, включавшее в себя исследование уровня холестерина, триглицеридов, липопротеинов высокой, низкой и очень низкой плотности выполнялось на биохимическом автоматическом анализаторе Synchron CX3 Delta System фирмы Beckman.

Анализ содержания жирных кислот в сыворотке крови проводили методом газожидкостной хроматографии в виде метиловых эфиров. Подготовка проб к анализу состояла из двух этапов. Экстракция ЖК осуществлялась путём добавления к 0,5 мл сыворотки 0,5 мл 0,9% раствора хлорида натрия и 4 мл смеси хлороформа и метанола в соотношении 2:1. Затем смесь экстрагировалась при постоянном встряхивании в шлифованных пробирках в течении трёх минут и центрифугировали в течение 10 минут при 3000 оборотах/мин. Хлороформный слой отбирали и упаривали в токе сухого азота при температуре не выше 30⁰C.

Метилирование ЖК осуществлялось добавлением к экстрагированным и высушенным кислотам 2 мл 1% раствора серной кислоты в метаноле с последующим помещением в термостат на 3 часа. После извлечения из термостата пробы остужались, к ним добавлялось 1 мл дистиллированной воды и 5 мл эфира, после чего они экстрагировались 3 минуты. Через 20 минут верхняя фракция отбиралась в чистую пробирку и упаривалась в токе сухого азота.

Анализ проводили на газожидкостном хроматографе <Кристалл - 2000>, снабжённом капиллярной колонкой с нанесённой жидкой фазой SE-30. Параметры колонки: длина 25 метров, внутренний диаметр 0,2 мм. Исследование проводили в режиме программирования температуры от 120⁰C до 230⁰C. Расход газа-носителя через колонку - 1,5 см³/мин. Расход воздуха и водорода для плазменно-ионизационного детектора составили соответственно 300 и 30 см³/мин. Объём пробы, вводимой в хроматограф, составила 2 мкл.

Содержание фосфолипидов в лейкоцитах оценивали с использованием судана черного Б по методу H.L. Sheehan и G.W. Storey (1947) [15].

Для анализа взаимосвязей между показателями, характеризующими липидный обмен и иммунный статус пострадавших при травматической болезни, были использованы статистические методы корреляционного непараметрического и канонического анализа.

Результаты и обсуждение

Исследование влияния антропометрических показателей, характеризующих состояние жировых депо организма, на содержание лейкоцитов и их качественный состав выявило наличие слабых корреляционных связей между толщиной основных кожно-жировых складок и содержанием отдельных видов лейкоцитов [таблица 1].

Наибольшей силой отличались взаимосвязи между толщиной кожно-жировой (КЖС) бицепса и количеством нейтрофилов, имеющие прямой характер (r = 0,4; p < 0,05), что, по всей видимости, отражает одинаковую направленность изменений показателей в посттравматическом периоде.

Между содержанием холестерина, триглицеридов, липопротеиновых комплексов и количеством лейкоцитов периферической крови существенных корреляционных связей выявлено не было. Однако, следует отметить, что восстановление относительного содержания лимфоцитов происходило на фоне увеличения уровней холестерина, триглицеридов и уровня С16:0, С18:0, С18:1 жирных кислот [таблица 2].

Количество нейтрофильных гранулоцитов уменьшалось, положительно коррелируя с содержанием С18:3 линоленовой кислоты (r = 0,43; p < 0,05). Функциональная состоятельность нейтрофилов при этом практически не зависела от показателей липидного обмена.

Снижение холестерина сопровождалось уменьшением относительного числа CD16+ (r = 0,33, p<0,001), снижением как относительного, так и абсолютного количества CD20+, СD25+, HLA II+ клеток. Аналогичная ситуация наблюдалась также в отношении содержания триглицеридов [таблица 3].

Исследование влияния неэстерифицированных жирных кислот на состояние иммунной системы показало, что наиболее сильные связи с их содержанием были выявлены у CD25+ и CD20+ лимфоцитов. Повышение относительного числа CD25+ лимфоцитов имело место на фоне увеличения C20:4 арахидоновой (r = 0,39; p = 0,0001) и снижения С18:2 линолевой кислоты (r = -0,31; p = 0,001 ).

Увеличение относительного числа CD20+ лимфоцитов наблюдалось при уменьшении содержания CD18:2 линолевой (r = -0,49; p = 0,0001) и CD18:3 линоленовой кислот (r = -0,31; p = 0,001).

Использование метода множественной регрессии выявило, что наиболее зависимой от состояния липидного обмена из Т-лимфоцитов является CD4+ субпопуляция. Её снижение происходило при увеличении в сыворотке крови уровня С18:0, С18:1 жирных кислот и содержания ЛПОНП.

Пролиферативная активность лимфоцитов также в определённой мере зависела от особенностей липидного обмена [рисунок 1]. Было установлено, что увеличение пролиферативного ответа в РБТЛ с ФГА наблюдалось при увеличении С18:1 олеиновой (r = 0,32; p = 0,001) и снижении уровня С18:2 ( r = - 0,36; p = 0,0002) и C18:3 ( r = - 0,31; p = 0,002) неэстерифицированных жирных кислот в сыворотке крови. Пролиферативная активность в ответ на PWM была выше в случаях с более высоким относительным содержанием C16:0 пальмитиновой ( r = 0,31; p = 0,0003 ) и С20:4 арахидоновой ( r = 0,31; p = 0,002) кислот. Полученные результаты представляются закономерными, поскольку пролиферация - энергоёмкий процесс, требующий оптимального обеспечения необходимыми нутриентами. Его энергетическая зависимость подтверждается положительной корреляционной связью с уровнем олеиновой кислоты и отрицательными корреляционными связями с относительным содержанием линолевой и линоленовой кислот. Эссенциальных жирных кислот, по определению, не может быть много. И, по всей видимости, они лимитируют этот процесс. Снижение их уровня является следствием повышенного потребления. Чем выше потребление, тем выше может быть пролиферативная активность.

Рисунок 1 Корреляционные связи между содержанием неэстерифицированных кислот и показателями пролиферативной активности лимфоцитов.

Активация гуморального ответа и происходящая в связи с этим продукция антител при травматической болезни также происходили на фоне снижения запасов жира в организме.

Исследование взаимосвязей продукции иммуноглобулинов с показателями липидного обмена показало, что бóльшая часть корреляций была связана с уровнем IgG₃ IgG ₄

Рисунок 2 Корреляционные связи между содержанием неэстерифицированных кислот и содержанием иммуноглобулинов

Установлено, что продукция IgG₃ возрастала как при неосложнённом, так и при осложнённом течении травматической болезни. Вероятно, это связано с высоким сродством антител этого субкласса к белковым антигенам, в избытке образующихся при травматическом повреждении. Кроме того, эти иммуноглобулины являются самыми сильными активаторами комплемента и принимают участие в формировании аутоантител. Показано, что увеличение продукции IgG ₃ происходит на фоне увеличения в сыворотке крови жирных кислот с короткой углеродной цепью, что подчёркивает высокую энергозависимость процесса. Лимитирующим фактором в данном случае также является относительное содержание эссенциальных кислот.

Уровень IgG₄ также был выше в случаях с более высоким содержанием С16:0 и С18:0 жирных кислот.

В большей мере с уровнем липидов сыворотки взаимосвязана продукция цитокинов. Чем выше был уровень триглицеридов, тем выше наблюдалась спонтанная продукция IL4. Уровень ФНОa был ниже при более низком уровне ЛПОНП, но его спонтанная продукция увеличивалась при снижении ЛПНП. При уменьшении содержания ЛПВП наблюдалось увеличение индуцированной продукции ИФНg

Рисунок 3 Корреляционные связи между показателями липидного обмена и продукцией цитокинов.

Рисунок 4. Корреляционные связи между содержанием неэстерифицированных кислот и продукцией цитокинов

Наиболее тесно с содержанием в сыворотке жирных кислот была связана индуцированная продукция IL4 [рисунок 4]. Согласно выявленной ранее закономерности, она возрастала на фоне увеличения содержания С16:0 пальмитиновой (r = 0,33; p= 0,0001), С18:0 стеариновой ( r = 0,27; p = 0,005) и отрицательную - с уровнем С18:2 линолевой (r = - 0,29; p = 0,004) кислоты.

Чем ниже был уровень С18:2 линолевой кислоты, тем выше отмечалась спонтанная продукция TNFa (r = -0,31; p = 0,01) и его уровень в сыворотке (r = -0,33; p = 0,01).

Индуцированная продукция IFNg положительно коррелировала с содержанием С20:4 арахидоновой (r = 0,31; p = 0,01) и С20:5 эйкозопентаеновой (r = 0,37; p = 0,001) кислот.

Полученные данные указывают на то, что Т_H</_sub>2-тип иммунного ответа оказывается в большей степени зависимым от состояния липидного обмена и, в частности, от содержания неэстерифицированных жирных кислот. Чем больше содержание в крови свободных жирных кислот, тем выше экспрессия IL4. При этом лимитирующим фактором являются эссенциальные линолевая и линоленовая жирные кислоты.

Возвращаясь к результатам анализа взаимосвязей между содержанием жирных кислот в крови и показателями иммунитета, выявившего значимые корреляции с субпопопуляционным составом лимфоцитов (CD20+ и CD25+ лимфоциты), пролиферативной способностью лимфоцитов в реакции РБТЛ с PWM и продукцией иммуноглобулинов, можно также предположить, что и гуморальный ответ, в целом, является более чувствительным к изменениям липидного обмена.

Это предположение подтверждается литературными данными [10], свидетельствующих о стимуляции гуморального иммунитета при обогащении рациона w6 ПНЖК. Анализ результатов ряда исследований позволяет предположить, что влияние жирных кислот на состояние иммунитета носит нелинейный характер. Есть данные о наличии чёткой обратной корреляции между числом антителобразующих клеток и содержанием жирных кислот данного семейства [13]. Однако в условиях гиперкатаболизма, наблюдаемого при травматической болезни, содержание эссенциальных элементов, безусловно, является лимитирующим фактором.

Ведущая роль полиненасыщенных жирных кислот, как нутриентов, оказывающих значимое влияние на иммунный статус, была подтверждена результатами канонического корреляционного анализа [ таблица 4].

Как следует из таблицы 4, содержание неэстерифицированных ПНЖК в сыворотке крови имеет достаточно тесные взаимосвязи практически со всеми звеньями иммунитета. В равной степени они оказывают влияние на состояние клеточного и гуморального иммунитета. Наибольший коэффициент канонической корреляции был выявлен при анализе связи с параметрами системы нейтрофильных гранулоцитов. Несколько меньшие по силе взаимосвязи обнаружены в отношении пролиферативной активности и процессов активации лимфоцитов. Исходя из значений коэффициентов для канонических переменных, показано, что среди ПНЖК наибольшим влиянием на исследуемые показатели обладает С18:2 линолевая кислота.

Насыщенные жирные кислоты характеризовались влиянием только на состояние нейтрофильного звена иммунитета и пролиферативную активность лимфоцитов, но в обоих случаях сила корреляционной связи была достаточно большой.

Исходя из полученных данных, можно предположить, что энергетическое значение свободных жирных кислот всё же не является основным. По всей видимости, ведущим является участие в биосинтезе. Именно с этим связано то большое количество связей, которое связано с ПНЖК.

* * *

Обобщая данные относительно влияния показателей липидного обмена на иммунитет при травматической болезни, следует отметить их преимущественное влияние на состояние его гуморального звена, активация которого происходит на фоне снижения запасов жира в организме. Образующиеся при этом жирные кислоты оказывают определённое иммуномодулирующее воздействие на ТН2 - тип иммунного ответа.

Влияние неэстерифицированных жирных кислот на состояние иммунной системы связано, главным образом, с их участием в биосинтезе и, в меньшей мере, - с их энергетической ценностью. Наиболее высока значимость для иммунитета полиненасыщенных жирных кислот.

Литература

1. Айдарханов Б. Б. Состояние защитных систем организма при воздействии характера питания и экстремальных факторов среды / Б.Б.Айдарханов // Тезисы докладов Межреспубликанской научно-практической конференции "Питание здорового и больного человека", - 1989. - С. 43-44.

2. Голубев А.Г. Механизмы метаболической иммунодепрессии / А.Г.Голубев, В.М.Дильман // Физиология человека. - 1981. - №3. - С.559.

3. Гуманенко Е.К. Объективная оценка тяжести травм. / Е.К. Гуманенко, В.В. Бояринцев, Т.Ю. Супрун, П.П. Ляшедько. - СПб.: ВМедА, 1999. - 110с.

4. Дильман В.М. Мутационно-метаболическая модель возникновения рака и прогрессирования опухолевого процесса / В.М.Дильман. // Вопр. онкологии. - 1976. - Т.22, №8. - С.3-16.

5. Дильман В.М. Эндокринологическая онкология. / В.М.Дильман. - Л.: Медицина, 1983. - 407с.

6. Немировский В.С. Улучшение функционально-метаболических показателей мононуклеарных клеток под влиянием мисклерона / В.С.Немировский, М.Н.Остроумова, Я.В.Благосклонная и др. // Вопр. онкологии. - 1978. - Т.24, №4. - С.65-68.

7. Робинсон М.В. Морфология и метаболизм лимфоцитов / М.В.Робинсон, Л.Б.Топоркова, В.А.Труфакин. - Новосибирск: Наука, 1986. - 128с.

8. Рудмен Д. Оценка состояния питания / Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 2: Пер. с англ. / Под ред. Е.Браунвальда и др. - М.:Медицина, 1993. - С.377-386.

9. Сейц И.Ф. Некоторые аспекты химизма и обмена лейкозных и раковых клеток / И.Ф.Сейц // Вестн. АМН СССР. - 1965. - №4. - С.10-22.

10. Трушина Э. Н., Сергеева К. В., Волгарев М. Н. и др. Влияние полиненасыщенных жирных кислот рациона на структуру периферических лимфоидных органов, иммунологические показатели и неспецифическую резистентность организма крыс // Вопр. питания. - 1992. - N 2. - С. 42-47.

11. Халтаев Н.Г. Ассоциация холестерина липопротеидов высокой и низкой плотности с потреблением пищевых веществ у мужчин 40 - 59 лет в СССР и США / Н.Г.Халтаев // Липопротеиды высокой плотности и атеросклероз: Материалы симпоз. - М, 1983. - С.284 - 292.

12. Ferrante A., Goh D, Harvey DP Et al. Neutrophil migration inhibitory properties of polyunsaturated fatty acids. The role of fatty acid structure, metabolism and possible second messenger systems // J. Clin. Invest. - 1994. - Vol.93, N3. - P.1063-1070.

13. Johnston D.V., Marshall L.A. Dietary fat, prostaglandins and the immune response // Prog. Food Nutr. Sci. - 1984. - Vol.8, N1-2. - P.3-25.

14. Pompeia C., Lopes L., Miyasara C. Et al. Effects of fatty acids on leukocyte function.// Braz. J. Med. Biol. Res. - 2000. - Vol.33,N11. - P.1255-1268.

15. Sheehan H.L., Storey G.W. An improved method of staining leukocyte granules with Sudan black B // J. Path. Bact. - 1947. - № 59. - P. 336-342.

16. Watson P.E., Watson I.D., Batt R.D. Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements // Am. J. Clin. Nutr. - 1980. - Vol.33, N1. - P.27-39.

17. Weyman C., Belin J., Smith A.D. et al. Linoleic acid as an immunodepressive agent // Lancet. - 1975. - Vol.2, N7923. - P.33.