THE DYNAMICS OF PHAGOCYTIC ACTIVITY OF NEUTROPHILS IN STIMULATION WITH ECHINACEA TINCTURE
THE DYNAMICS OF PHAGOCYTIC ACTIVITY OF NEUTROPHILS IN STIMULATION WITH ECHINACEA TINCTURE
Abstract
The study of neutrophil function during the rise of viral infections is important in understanding the defence mechanisms of the entire immune system. The research evaluated the phagocytic activity of neutrophils in 10 students of the first year of medical speciality. It was found that spontaneous phagocytic activity of neutrophils was reduced in the majority of subjects. This is probably due to the tension of adaptive mechanisms, due to changes in environmental conditions and increased mental load. However, stimulation of neutrophil activity by Echinacea tincture solution under in vitro conditions caused an increase in phagocytic number and phagocytic index. The immunostimulatory effect of Echinacea on the neutrophil system in vitro was thus confirmed in our study.
1. Введение
Одной из важных систем человеческого организма является иммунная система, представленная в двух подсистемах: врожденного и приобретенного иммунитета . Главным свойством врожденной системы иммунитета являются быстрое обнаружение и устранение патогенов, а ключевыми клетками для этого являются нейтрофилы. Нейтрофилы – это не только преобладающее звено белых клеток крови, но и важное звено врожденного иммунитета. Они играют важную роль в реализации защиты организма от вторжения бактериальных, грибковых и вирусных патогенов . Противостояние патогенному влиянию последних особенно важно в периоды сезонного роста заболеваемости ОРВИ и гриппа .
2. Методы и принципы исследования
Цель исследования. Оценка динамики фагоцитарной активности нейтрофилов при действии настойки эхинацеи на примере юношеского возраста.
Материалы и методы: В исследовании приняли участие 10 условно здоровых студентов 1 курса специальности Лечебное дело (5 девушек, 5 юношей), возраст участников от 18 до 20 лет (медиана возраста составила 19 лет). Критерии отбора в группы исследования: согласие на участие, отсутствие на момент исследования острых воспалительных заболеваний, аллергических заболеваний, обострения хронических заболеваний, прием противовоспалительных и противоаллергических препаратов, отсутствие заболеваний крови (анемии, системы гемостаза). При наличии хотя бы одного заболевания испытуемые исключались из исследования. Исследование проводилось в конце 2 семестра обучения.
Материалом для исследования выступали образцы венозной крови в объеме 3 мл. Отбор крови в пробирки с ЭДТА осуществлялся медицинским персоналом по общепринятой методике. «ГОСТ Р 59778-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Процедуры взятия проб венозной и капиллярной крови для лабораторных исследований» (утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 21.10.2021 N 1212-ст). Все испытуемые подписали информированное согласие на проведение исследования.
Полученные образцы в объеме 90 мкл помещали в микропробирки с разделением на две группы: в первую производили добавление суспензии латекса (спонтанный фагоцитоз), во вторую (стимулированный фагоцитоз) – помимо суспензии латекса добавляли 3,6 мкл раствора настойки эхинацеи (3 капли в 100 мл физиологического раствора в соответствии с суточной дозой). Все образцы инкубировали при температуре 37°С в течение 30 минут, затем центрифугировали, ресуспендировали и из осадка готовили по 2 мазка. Мазки фиксировали и окрашивали по методу Романовского-Гимзе. Далее путем световой микроскопии при использовании иммерсионного масла подсчитывали по 100 нейтрофилов в каждом мазке, с учетом количества фагоцировавших клеток и количества поглощенных ими частиц , .
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакетов прикладных программ Microsoft Office Excel и Statisticа 8.0. Результаты представлены в виде медианы (Ме), нижнего (Q1) и верхнего (Q3) квартилей. Для сравнения независимых групп использовали критерии Манна-Уитни, зависимых – Вилкоксона. Статистически значимыми считали различия при р≤0,05.
3. Основные результаты
Рисунок 1 - Распределение обследуемых студентов в зависимости от показателей фагоцитарного индекса нейтрофилов
Рисунок 2 - Распределение обследуемых студентов в зависимости от показателей фагоцитарного числа
Таблица 1 - Среднегрупповые показатели фагоцитарной активности нейтрофилов у студентов
Показатели | Значения показателей | Уровень статистической значимости, р |
Фагоцитарный индекс спонтанный, % | 11,50 (10,00; 12,00) | 0,0051 |
Фагоцитарный индекс стимулированный эхинацеей, % | 18,00 (17,00; 19,00) | |
Фагоцитарное число спонтанное, абс. ед. | 2,01 (1,66; 2,50) | 0,1394 |
Фагоцитарное число стимулированное эхинацеей, абс.ед | 2,83 (2,47; 3,18) |
Улучшение фагоцитарной активности среди обследуемых наблюдалось после стимуляции нейтрофилов in vitro настойкой эхинацеи. В этом случае наблюдалось статистически значимое увеличение фагоцитарного индекса в 1,6 раза и составило [18,00 (17,00; 19,00)% (р=0,0051)] (таблица 1). Также наблюдался рост показателей фагоцитарного числа [2,83 (2,47; 3,18) абс. ед.] (таблица 1), однако такое увеличение не являлось статистически значимым (р≥0,05).
Показатели фагоцитарного индекса в группе юношей не имели статистически значимых различий по сравнению с группой девушек (таблица 2).
Таблица 2 - Среднугрепповые показатели фагоцитарного индекса нейтрофилов по полу
Показатели | пол | Уровень статистической значимости, р | |
м | ж | ||
Фагоцитарный индекс спонтанный, % | 12,00 (11,00; 12,00) | 11,00 (9,00; 12,00) | 0,4206 |
Фагоцитарный индекс стимулированный эхинацеей, % | 18,00 (18,00; 18,00) | 19,00 (17,00; 20,00) | 0,547 |
Уровень статистической значимости, р | 0,6203 | 0,1360 | - |
После стимуляции нейтрофилов в условиях in vitro с помощью настойки эхинацеи значение фагоцитарного индекса среди образцов крови юношей выросли до 18,00 (18,00; 18,00)% и 19,00 (17,00; 20,00) % в образцах крови девушек (таблица 2). Значения спонтанного фагоцитарного числа нейтрофилов также не имело статистически значимых различий по полу (таблица 3).
Таблица 3 - Среднегрупповые показатели фагоцитарного числанейтрофилов по полу
Показатели | пол | Уровень статистической значимости, р | |
м | ж | ||
Фагоцитарное число спонтанное, абс. ед. | 2,14 (1,66; 3,08) | 1,88 (1,75; 2,32) | 0,6905 |
Фагоцитарное число стимулированное эхинацеей, абс.ед | 2,86 (2,69; 2,89) | 2,79 (2,47; 3,18) | 0,8413 |
Уровень статистической значимости, р | 0,4629 | 0,2006 | - |
В условиях стимуляции нейтрофилов настойкой эхинацеи также наблюдалось повышение в обеих группах значения фагоцитарного числа, однако эти изменения не имели статической значимости.
При сравнении спонтанной и индуцированной эхинацеей фагоцитарной активности нейтрофилов по половому признаку статистически значимых различий в показателях не было выявлено (р≥0,05).
4. Обсуждение
Переход обучающихся в высшие учебные заведения сопряжен с напряжением адаптационных механизмов, связанных со значительными изменениями среды вокруг, а также повышением умственной нагрузки и возможной нехваткой сна . На первом курсе обучающиеся испытывают значительный стресс. Возможно, его длительное поддержание на фоне формирующейся тревожности , . В исследовании Ines Heinen и соавторов, проведенном путем анкетирования, также подтверждается, что уровень воспринимаемого стресса у студентов-медиков держится на высоком уровне, при этом буферным действием обладают личные и физиологические ресурсы организма .
При длительно действующем стрессе происходит истощение организма. Частая и длительная активация надпочечников приводит к значительной кумуляции эффекта действия адреналина, кортизола и глюкокортикоидов (ГК) на организм, в том числе и на систему крови. Глюкортикоиды представляют собой стероидные гормоны, регулирующие обратную связь в иммунном ответе, основной их эффект – иммуносупрессия за счет снижения активации и дифференцировка лейкоцитов через собственные рецепторы и сигнальные пути транскрипционного ядерного фактора. Также после непосредственного влияния ГК на нейтрофилы происходит снижение синтеза супероксида, молекул адгезии, конечным результатом является косвенное снижение фагоцитоза в организме . Таким образом, это подтверждает, что снижение полученных в ходе нашего исследования результатов может быть вызвано продолжительным действием стрессовых факторов на организм испытуемых.
В исследовании Joksic G. и соавторов после двухнедельного приема таблеток эхинацеи анализы показали, что частота хромосомных аберрации и микроядер была значительно снижена у девяти из 10 участников. Такие результаты могут быть обусловлены стимуляцией апоптоза облученных клеток и усилением моноцитарно-макрофагальной системы, что является эффектом радиоактивного восстановления . В исследовании Abdelazeem Ali Khalaf и соавторов применение экстракта эхинацеи также повлияло на иммунологические показатели. В группе, получавшей экстракт эхинацеи, наблюдалось увеличение титра антител и фагоцитарного индекса . Наше исследование также подтверждает иммуностимулирующее действие эхинацеи на систему нейтрофилов, наблюдалось увеличение ФИ до 18,8% по сравнению с контрольной группой (11,6%), а также наблюдался рост фагоцитарного числа выросшее до 2,94 абс.ед с изначально полученного 2,24 абс.ед. Данные показатели также свидетельствуют о повышении активации нейтрофилов после приема препаратов эхинацеи. Препараты эхинацеи нашли широкое применение на рынке биологически активных добавок. Но стоит отметить, что препараты эхинацеи имеют чрезмерную химическую изменчивость , .
При сравнении ФИ и ФЧ по половому признаку более высокие значения наблюдались в группе юношей, такие отличия не являются статистически значимыми, однако роль в различии значений показателей активности нейтрофилов может быть обусловлена половыми различиями, а именно гормональным фоном обследуемых. Так, в исследовании Janet Markman и ее коллег было подтверждено влияние тестостерона на активность иммунных клеток, в том числе нейтрофилов, а именно на их созревание и функциональные особенности . Относительно эстрадиола и прогестерона можно отметить следующее: в дозах, характерных для беременных, данные гормоны способные стимулировать спонтанную активность эластазы нейтрофилов, а также усиливать их ферментативную активность пероксидаз, однако стероиды параллельно снижают фагоцитарную активность, что также подтверждает наши результаты .
Таким образом, на основе полученных результатов мы разработали следующие рекомендации (рисунок 3).
Рисунок 3 - Распределение студентов с учетом фагоцитарной активности нейтрофилов
5. Заключение
Результаты исследования показали, что спонтанная фагоцитарная активность нейтрофилов у большинства обследуемых была снижена. Вероятно, это обусловлено напряжением адаптационных механизмов, за счет изменений условий среды и повышения умственной нагрузки. При стимуляции активности нейтрофилов настойкой эхинацеи в условиях in vitro было выявлено повышение показателей фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса. Однако половых различий в фагоцитарной активности нейтрофилов в условиях стимуляции эхинацеей in vitro и без нее не установлено.