Muudetud immunomodulatsioon glükokortikoidide abil psühhosotsiaalse stressoriga kokkupuutunud vastsündinud sigadel | laste uuringud

Muudetud immunomodulatsioon glükokortikoidide abil psühhosotsiaalse stressoriga kokkupuutunud vastsündinud sigadel | laste uuringud

Anonim

Abstraktne

Stressirohketel varastel elukogemustel võib olla lühiajaline ja pikaajaline mõju neuroendokriinsetele ja kohanemisvõime immuunmehhanismidele, mida moduleerivad peamiselt glükokortikoidid. Selle uuringu eesmärk oli uurida, kuidas stress ja immuunsussüsteemid toimivad, et tulla toime psühhosotsiaalse stressiga, mis on põhjustatud vastsündinud sigade ühest, sotsiaalsest eraldatusest (4 tundi) 7, 21 või 35 päeva vanuselt. See sotsiaalne eraldatus kutsus esile suurenenud ACTH ja kortisooli kontsentratsiooni plasmas ning vähendas TNF-α taset, kuid ei avaldanud olulist mõju IL-6 tasemele. Sotsiaalselt isoleeritud põrsastel oli perifeerse vere mononukleaarsete rakkude (PBMC) kõrgem lipopolüsahhariidide (LPS) poolt stimuleeritud proliferatiivne vastus kui kontrollidel, samas kui eraldamine ei mõjutanud konkanavaliin A (ConA) poolt põhjustatud proliferatsiooni. Üksik sotsiaalne isolatsioon kutsus ConA- ja LPS-stimuleeritud PBMC-desse ka doosist sõltuva kortisooliresistentsuse, võrreldes kontrollidega, mis võib lühiajaliselt olla adaptiivne vastus. Lisaks näitasid kontroll-põrsaste LPS-stimuleeritud kultuurid kortisooli tundlikkuse vähenemist vanuse kasvades. Kokkuvõtlikult pakuvad need leiud stressiga seotud meetmeid kariloomade käitlemise psühhofüsioloogiliseks hindamiseks, kuid need võivad mõjutada ka noorte loomade ja inimeste stressi- ja terviseuuringuid.

Peamine

Glükokortikoidid (GC), mis on hüpotaalamuse-hüpofüüsi-neerupealise (HPA) aktiveerimise lõplikud vahendajad, on mitmesuguste füsioloogiliste süsteemide, sealhulgas immuunsussüsteemi olulised regulaatorid ja mängivad olulist rolli organismide kohanemisel stressiolukordadeks. Varasemad uuringud inimestel ja loomadel on näidanud, et ringlevad GC-d on lühikese aja jooksul kohanemisprotsessis kasulikud, kuid pikaajalisel või korduval kokkupuutel stressoritega on GC-de mõju immuunfunktsioonile kahjulik (1, 2).

Lisaks on hästi teada, et GC-de ja tsütokiinide vahel on olulised interaktiivsed ahelad. Aktiveeritud immuunrakkude toodetud põletikulised tsütokiinid on HPA telje tugevad aktivaatorid. GC-d suruvad omakorda alla tsütokiinide tootmise ja selle mehhanismi abil suudavad immuunprotsessid lõpetada, et kaitsta organismi üliaktiivse immuunsussüsteemi eest (3, 4). Üha suurem arv uuringuid viitab sellele, et GC-d võivad põhjustada muutusi tsütokiinide tootmises, mis soodustavad humoraalseid immuunvastuseid, samal ajal pärssides rakulist immuunsust (5, 6). Ehkki see immuunsuse hälbe mudel võib olla kohanemismehhanism, et vältida immuunvastuse põhjustamist kudede kahjustuste tekkele, võivad stressist põhjustatud immuunsuse muutustele reageerivad halvasti reageerivad vastused aidata kaasa haiguste vastuvõtlikkuse suurenemisele (7).

Lisaks perifeersele GC tasemele tuleks kohanemisprotsesside, võimaliku tasakaalustamatuse ja suurenenud terviseriskide hindamisel arvestada ka stressoritega kokkupuutuvate organismide erinevate sihtrakkude GC tundlikkusega (3, 4). Mitmed uuringud on toetanud hüpoteesi, et sotsiaalsed stressorid mõjutavad loomade ja inimeste immuunrakkude steroiditundlikkust. Nagu hiirtel näidatud, võib korduv sotsiaalsete häirete stress põhjustada splenotsüütide GC tundlikkuse vähenemist (8–10). Lisaks vähenes dementsusega patsientide krooniliselt stressis hooldajatel perifeerse vere lümfotsüütide tundlikkus kortikosteroidide suhtes (11).

GC tundlikkuse ägedat moduleerimist vastuseks lühiajalisele psühhosotsiaalsele stressile on siiski uuritud vaid vähestes uuringutes. Õpilastel on tõestatud, et akadeemiliste eksamitega seotud stress kutsub esile HPA telje aktiveerimise koos suurenenud kortisoolitasemega, millele järgneb leukotsüütide GC tundlikkuse mööduv vähenemine ex vivo (12). Sarnaselt kutsus laboratoorne Trieri sotsiaalse stressi test esile muutusi GC tundlikkuses proinflammatoorse tsütokiini tootmiseks lipopolüsahhariidiga (LPS) stimuleeritud tervete inimeste täisvere kultuurides (4, 13). Lisaks on tõendeid ka erinevate sihtkudede GC tundlikkuse vanusega seotud muutuste kohta inimestel ja loommudelitel, suurema tundlikkusega on neid täheldatud noorematel inimestel (14, 15).

On tõestatud, et varases elus esinevad psühhosotsiaalsed stressid, nagu sotsiaalne puudus ja emade eraldamine, põhjustavad olulisi muutusi füsioloogilistes kohanemismehhanismides. Inimestel peetakse varast elustressi peamiseks riskiteguriks psüühikahäirete (15, 16) ja immuunsusega seotud haiguste tekkeks hilisemas elus (17). Ehkki psühhosotsiaalsete tegurite tähtsus järglaste arengus on hästi tõestatud, on piiratud teave selle kohta, kuidas immuunsüsteem ja stressisüsteemid mõjutavad psühhosotsiaalseid stressoritega toimetulekuks varases sünnitusjärgses elus.

Meie rühma hiljutised leiud näitavad, et põrsaste sotsiaalne eraldatus aktiveerib usaldusväärselt stressihormoonide vabanemist ja põhjustab muutusi vere lümfotsüütide proportsioonides, kajastades ka selle raviga kaasnevaid negatiivseid emotsioone (18, 19). Erinevalt närilistest on sea HPA telg sündides hästi arenenud ja funktsionaalne (20). Seetõttu võib see sigade sotsiaalse isolatsiooni mudel olla kasulik psühhosotsiaalse stressi mõju uurimiseks immuunneuroendokriinsüsteemi reageerimisele varases eas. Varasemate uuringute põhjal püstitasime hüpoteesi, et vastsündinud sigade sotsiaalne stress muudab tsütokiinide ringlevat taset ja mõjutab ka perifeersete immuunrakkude GC tundlikkust. Selle hüpoteesi kontrollimiseks uurisime aktiveeritud HPA-telje mõju põrsastel, kes olid tsütokiinide suhtes erineva vanusekategooriaga 4 tunni jooksul avatud ühe sotsiaalse isoleerimisega. Analüüsiti stressihormoonide (ACTH ja kortisool) ning põletikuelsete tsütokiinide (TNF-α ja IL-6) plasmakontsentratsioone. Lisaks hinnati immuunsussüsteemi rakkude reaktsioonivõimet ja nende rakkude tundlikkust GC pärssimise suhtes perifeerse vere mononukleaarsete rakkude (PBMC) in vitro proliferatsiooni mõõtmisega vastusena T-raku mitogeenile ConA ja B-raku mitogeenile LPS kortisooli suurenevate kontsentratsioonide vahemikus.

MEETODID

Loomad ja katsekujundus.

Loomade töötlemisega seotud protseduurid kiitis heaks Saksamaa Mecklenburg-Vorpommerni põllumajandusosakonna loomahoolduse ja kasutamise komitee. Põrsad võeti kaheksast Saksa Landrace'i pesakonnast, kes sündisid ja kasvasid meie instituudi katseseakas. Pärast sündi standarditi pesakonna suurus 10 põrsast. Imemisperioodil majutati emised ja nende põrsad lahtises poegimispeas (6 m 2 ) toatemperatuuril 28 ± 1 ° C. 7, 21 või 35 päeva vanuselt eraldati igast pesakonnast kaks põrsast juhuslikult eraldusravi või isoleerimata kontrollrühma. Isaste ja emaste põrsaste jaotus mõlemas rühmas oli ligikaudu sama. Põrsad isoleeriti üks kord emast ja õdedest-vendadest eraldi katseruumis, mis asus samas katsejaamas 4 tundi hommikul (0700–1100 h). Iga põrsas pandi üksi läbipaistmatusse plastkarpi (68 × 50 × 65 cm), mille põrandal oli saepuru, piisav õhukäik ja temperatuur (28 ± 1 ° C). Kontrollpõrsad jäid selle aja jooksul poegimispeenras häirimata. Vereproovid võeti, kui põrsad olid vena cava eesmise punktsiooni abil lamavas asendis (kogu protseduur kestis umbes 30 sekundit) nii isoleeritud ( n = 8 vanuserühma kohta) kui ka isoleerimata kontrollpõrsast ( n = 8 vanuserühma kohta) nii enne, stressihormoonide baastaseme jaoks ja kohe pärast sotsiaalset isolatsiooni. EDTA vereproovide ühte alikvooti tsentrifuugiti plasma eraldamiseks kiirusega 2000 x g 15 minutit temperatuuril 4 ° C, mida hoiti temperatuuril –20 ° C kuni ACTH, kortisooli, TNF-a ja IL-6 analüüsini. Veel ühte hepariniseeritud vereproovide alikvooti hoiti jääl kuni töötlemiseni immunoloogilisteks mõõtmisteks.

Hormoonide analüüsid.

ACTH kontsentratsiooni analüüsid viidi läbi kahes eksemplaris 200 μl plasmas, kasutades kaubanduslikku 125 I-RIA komplekti (DSL, Inc., Sinsheim, Saksamaa) vastavalt tootja juhistele. Madalaim ACTH tase, mida selle analüüsi abil oli võimalik tuvastada, oli 3, 5 pg / ml ning intra- ja interaktiivsete variatsioonide koefitsiendid olid vastavalt 6, 9 ja 9, 6%. Kortisooli plasmakontsentratsioone analüüsiti duplikaatidena, kasutades müügijuhendis olevat 125 I-RIA komplekti (DSL, Inc.) vastavalt tootja juhistele. Testi tundlikkus oli 8, 1 nmol / L ning intra- ja interaktiivsete variatsioonide koefitsiendid olid vastavalt 8, 2 ja 9, 8%. Arvutati ACTH / kortisooli (A / C) suhe. Mõlemad testid valideeriti seaplasma suhtes.

Mitogeense vastuse ja kortisooli tundlikkuse mõõtmine.

Lümfotsüütide proliferatsiooni / elujõulisuse katses kasutati mitogeene ConA (5 μg / ml) ja LPS (10 μg / ml), nagu eelnevalt kirjeldatud (19). Lühidalt eraldati hepariniseeritud verest PBMC-d tihedusgradiendiga tsentrifuugimise teel ja raku kontsentratsioon reguleeriti tasemele 5 x 106 rakku / ml täielikku RPMI 1640 söödet. Rakkude tundlikkuse testimiseks GC inhibeerimise suhtes töödeldi iga rakususpensiooni alikvoote suurenevate kortisooli kontsentratsioonidega (0, 0, 05, 0, 1, 0, 5 ja 1 μM), mis oli lahjendatud 0, 2% etanooli puhvris täissöötmes. Kõik reaktiivid saadi ettevõttelt Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Rakususpensioonid lisati kolmes eksemplaris lamedapõhjalistele 96-süvendilistele plaatidele ruumalaga 200 μL süvendi kohta ja plaate inkubeeriti 72 tundi 5% C02 niisutatud inkubaatoris temperatuuril 37 ° C. Rakkude proliferatsiooni / elujõulisust hinnati, kasutades 3- [4, 5-dimetüüldiasool-2-üül] -2, 5-difenüül-tetrasooliumbromiidi (MTT) testi (Roche Diagnostics, Mannheim, Saksamaa). OD mõõdeti mikroplaadilugejaga (Dynatech, Denkendorf, Saksamaa), kasutades katse lainepikkust 550 nm ja etalonlainepikkust 690 nm. Tulemusi väljendati mitogeeni stimuleeritud proliferatsioonina (OD mitogeeni puudumisel OD lahutatud mitogeeni juuresolekul) ja kortisooli resistentsuse indeksina, mis arvutati kortisooliga töödeldud kultuuri OD-ga jagatud OD rakkude jaoks sama rühma, mida ei töödeldud kortisooliga × 100, nagu on kirjeldanud Stark jt . (8).

Tsütokiini testid.

TNF-α ja IL-6 kontsentratsioone analüüsiti plasmaproovides, kasutades tootja juhiste kohaselt müügilolevaid sea ELISA komplekte (DRG Instruments GmbH, Marburg, Saksamaa). Proove analüüsiti kahes eksemplaris lahjendusega 1: 2. TNF-α testi tundlikkus oli 6 pg / ml ning intra- ja interaktiivse variatsiooni koefitsiendid olid vastavalt 6, 2 ja 8, 2%. IL-6 testi avastamispiir oli 45 pg / ml. Intra- ja intrassay variatsioonikordajad olid vastavalt 4, 5 ja 9, 8%.

Statistiline analüüs.

Statistilised analüüsid viidi läbi süsteemi SAS System for Windows jaoks, väljaanne 9.2 (21). Andmeid hinnati ANOVA abil, kasutades protseduuri MIXED. Mudel hõlmas fikseeritud klassifikatsiooni muutujaid sotsiaalset isolatsiooni (eraldatus ja kontroll), vanust (d 7, 21 ja 35), sugu (mees ja naine), interaktsiooni vanust × eraldatust ja juhusliku külvi efekti. Kortisooli resistentsuse indeksi ANOVA mudel sisaldas fikseeritud efektide sotsiaalset isolatsiooni (isolatsiooni ja kontrolli), vanust (d 7, 21 ja 35) ja mitogeeni (ConA ja LPS) ning korduvat faktorit kortisooli kontsentratsiooni, mõõdetuna neljal tasemel ( 0, 05, 0, 1, 0, 5 ja 1 μM), kasutades struktureerimata jääkvariandi maatriksit ja juhusliku külvi efekti ning kõiki fikseeritud efektide vahelisi interaktsioone. Lisaks arvutati mudelites iga efekti jaoks vähimruutude keskmised väärtused (LS-keskmised) ja SE. LS-keskmiste erinevuste olulisust testiti Tukey-Krameri protseduuriga ( p <0, 05).

TULEMUSED

Plasmahormoonid ja tsütokiinid.

Enne d 7, 21 ja 35 sotsiaalset eraldamist ei täheldatud kontrollpõrsaste ja eraldatavate põrsaste vahel ACTH ja kortisooli kontsentratsioonides olulisi erinevusi ( p > 0, 89, andmeid pole näidatud).

AKTH (joonis 1 A ), kortisooli (joonis 1 B ) ja TNF-α (joonis 2 A ) kontsentratsioone mõjutas sotsiaalne eraldatus ( p <0, 01), samas kui IL-6 kontsentratsioone isoleerimine ei mõjutanud ( p = 0, 23; joonis 2 B ). Eraldatud ja kontrollpõrsaste LS-keskmiste paaridevaheline võrdlus näitas märkimisväärselt kõrgemat AKTH kontsentratsiooni d 35 ( p <0, 05) ja märkimisväärselt kõrgemat kortisooli kontsentratsiooni d 7 ( p <0, 05) ja 21 ( p <0, 05) eraldatud loomad (joonis 1). Nagu on näidatud joonisel 2 A , oli isoleeritud põrsaste TNF-α kontsentratsioon plasmas märkimisväärselt madalam kui d7-ga kontrollitud ( p <0, 05).

Image

ACTH ( A ) ja kortisooli ( B ) kontsentratsioon vereplasmas eraldatud (▪; n = 8 igas vanuses) ja kontroll-põrsastel (

Image
; n = 8 igas vanuses) pärast 4-tunnist sotsiaalset eraldamist 7., 21. ja 35. päeval. Andmeid väljendatakse LS-keskmisena + SE. Isoleeritud ja kontroll-põrsaste olulisi erinevusi näitab pistoda († p <0, 05).

Täissuuruses pilt

Image

TNF-α ( A ) ja IL-6 ( B ) plasmakontsentratsioonid isoleeritud (▪; n = 8 igas vanuses) ja kontroll-põrsaste (

Image
; n = 8 igas vanuses) pärast 4-tunnist sotsiaalset eraldamist 7., 21. ja 35. päeval. Andmeid väljendatakse LS-keskmisena + SE. Isoleeritud ja kontroll-põrsaste olulisi erinevusi näitab pistoda († p <0, 05).

Täissuuruses pilt

Mitogeenne vastus ja kortisooli tundlikkus.

Vastupidiselt ConA-le ei avaldanud sotsiaalne isolatsioon PBMC-de proliferatsiooni ( p = 0, 455). Vastupidiselt sellele mõjutas LPS-i vastust isolatsioon ( p <0, 001). Nagu on näidatud tabelis 1, oli LPS-i stimuleeritud proliferatsioon isoleeritud põrsastel märkimisväärselt suurem kui kontrollidel d 21 ( p <0, 05) ja 35 ( p <0, 01). Lisaks mõjutas teguri vanus mitogeeni poolt indutseeritud PBMC proliferatsiooni vastusena nii ConA kui ka LPS-ile ( p <0, 0001). PBMC-de tundlikkust kortisooli suurenevate kontsentratsioonide suhtes, väljendatuna resistentsuse indeksites (%), hinnati kultuurides, mida oli stimuleeritud ConA (joonis 3) või LPS (joonis 4). Korduvmõõtmised ANOVA näitasid, et põrsaste PBMC tundlikkust kortisooli suhtes mõjutas sotsiaalne eraldatus ( p <0, 001), kortisooli kontsentratsioon ( p <0, 001), mitogeeni tüüp ( p <0, 05) ja põrsaste vanus ( p <0, 001). Lisaks leiti sotsiaalse isolatsiooni × vanuse ( p <0, 01), kortisooli kontsentratsiooni × mitogeeni ( p <0, 001) ja mitogeeni × vanuse ( p <0, 01) olulisi koostoimeid. Isoleeritud põrsaste ConA-stimuleeritud PBMC-d inhibeerisid kõigi kortisooli kontsentratsioonide korral oluliselt vähem kui kontrollpõrsaste rakud d7 (joonis 3 A ), 21 (joonis 3 B ) ja 35 (joonis 3 C ; kõigil juhtudel) p <0, 001). Kortisool pärssis oluliselt ka vähem LPS-i indutseeritud PBMC-de stimuleerimist d-aastaselt vanuselt 7-aastaselt kõigil kontsentratsioonidel ( p <0, 001; joonis 4 A ), samas kui d 21-ga näisid isoleeritud põrsaste PBMC-d vastupidavamad kortisool ainult 0, 5 μM ( p <0, 01) ja 1 μM ( p <0, 01; joonis 4 B ). D 35-ga eraldatud ja kontroll-põrsaste vahel LPS-stimuleeritud kultuuride kortisooliresistentsuses erinevusi ei olnud ( p > 0, 56; joonis 4 C ). Lisaks leiti nii isoleeritud kui ka kontroll-põrsaste ConA-stimuleeritud kultuurides doosist sõltuvat kortisoolresistentsuse langust 7, 21 ja 35 päeva vanuselt ( p <0, 01; joonis 3 A – C ) ja LPS- stimuleeritud PBMC-d, ainult kontrollpõrsastelt D7-ga ( p <0, 02, joonis 4 A ). Isoleeritud põrsaste ConA- ja LPS-stimuleeritud PBMC-de resistentsuse indeksite paaridevaheline võrdlus näitas, et ConA-ga indutseeritud rakud tundusid kortisooli suhtes resistentsemad kui LPS-stimuleeritud rakud 0, 05 μM kortisooli kontsentratsioonil d 21 (92, 4 ± 1, 2 versus 85, 2). ± 1, 5%, p = 0, 004, joonised fig 3B ja 4B) ja 35 (95, 8 ± 1, 2 versus 88, 8 ± 1, 5%, p = 0, 008, joonised fig 3 C ja 4 C ). Kuid kontroll-põrsastes näitasid ConA-stimuleeritud PBMC-d väiksemat kortisooli resistentsust kui LPS-st stimuleeritud kultuurid ainult kõrgeima kortisooli kontsentratsiooni korral d 35 korral (62, 9 ± 1, 8 versus 80, 3 ± 1, 9%, p <0, 001, joonised 3 C ja 4 C). ). Kortisooliresistentsus ei erinenud kolme vanusekategooria vahel eraldatud ja kontroll-põrsaste ConA-stimuleeritud kultuurides ( p > 0, 92) ega isoleeritud põrsaste LPS-stimuleeritud kultuurides ( p > 0, 81). Kontrollpõrsaste LPS-stimuleeritud kultuuride resistentsus kortisooli vastu oli seevastu d 7 (joonis 4 A ) oluliselt madalam kui d 35 (joonis 4 C ) kortisooli 0, 1, 0, 5 ja 1 μM korral (70, 9 ± 2, 2) Vastavalt 82, 5 ± 2, 2%, p <0, 02; 67, 2 ± 1, 9 versus 77, 7 ± 1, 9%, p <0, 01; 62, 8 ± 1, 9 versus 80, 3 ± 1, 9%, p <0, 001) ja d 21 (joonis 4 B ) võrreldes d 35 (joonis 4 C ) kortisooli 0, 5 ja 1 μM juures (vastavalt 68, 5 ± 1, 9 versus 77, 7 ± 1, 9%, p <0, 05; 68, 4 ± 1, 9 versus 80, 3 ± 1, 9%, p <0, 01). Faktorisool ei avaldanud olulist mõju ühelegi uuritud tunnusele ( p > 0, 29; andmeid pole näidatud).

Täissuuruses tabel

Image

Suurenevate kortisooli kontsentratsioonidega (0, 05, 0, 1, 0, 5 ja 1 μM) kasvatatud ConA-stimuleeritud PBMC-de kortisooliresistentsuse indeks (%) eraldatud (▪; n = 8 igas vanuses) ja kontroll-põrsaste (

Image
; n = 8 igas vanuses) pärast 4 h sotsiaalset eraldamist d 7 ( A ), 21 ( B ) ja 35 ( C ). Indeks arvutati kui kortisooliga töödeldud kultuuri OD jagatuna OD lahusega sama rühma rakkudest, mida ei töödeldud kortisooliga × 100. Andmed on väljendatud LS-keskmisena + SE. Isoleeritud ja kontroll-põrsaste olulisi erinevusi tähistatakse tärnidega (** p <0, 001).

Täissuuruses pilt

Image

Suurenevate kortisooli kontsentratsioonidega (0, 05, 0, 1, 0, 5 ja 1 μM) kasvatatud LPS-stimuleeritud PBMC-de kortisoolresistentsuse indeks (%) eraldatud (▪; n = 8 igas vanuses) ja kontroll-põrsaste (▪

Image
; n = 8 igas vanuses) pärast 4 h sotsiaalset eraldamist d 7 ( A ), 21 ( B ) ja 35 ( C ). Indeks arvutati kui kortisooliga töödeldud kultuuri OD jagatuna OD lahusega sama rühma rakkudest, mida ei töödeldud kortisooliga × 100. Andmed on väljendatud LS-keskmisena + SE. Isoleeritud ja kontroll-põrsaste olulisi erinevusi tähistatakse tärnidega (* p <0, 01 ja ** p <0, 001).

Täissuuruses pilt

ARUTELU

Koduse põrsa keskkonnas on mitmeid väljakutseid, näiteks inimeste käitlemine ja järsk võõrutamine, mis hõlmavad psühhosotsiaalseid tegureid, millel võib olla oluline roll neuroendokriinse ja immuunsussüsteemi adaptiivsel reageerimisel. Selles uuringus pidasid põrsad mõlemas kolmes vanusekategoorias stressirohket seisundit ühe tunni jooksul sotsiaalse isoleerimisega 4 tunni jooksul. Sellele viitas suurenenud ACTH ja kortisooli sisaldus plasmas, mis kinnitavad, et sotsiaalne eraldatus on sigade psühhosotsiaalse stressi tugev paradigma (22, 23).

Lisaks põhjustas meie katsetes üks sotsiaalne isolatsioonistress madalama TNF-α taseme plasmas, kuid sellel ei olnud olulist mõju IL-6 tasemele. Värskeimad uuringud loomade ja inimeste uuringutes viitavad sellele, et lühiajaline psühholoogiline stress võib muuta põletikuliste tsütokiinide sisaldust veres (24, 25). TNF-α on oluline põletikuvastane tsütokiin, mis reguleerib põletikulisi reaktsioone nakkusele ja stressile ning aktiveerib HPA telge. GC-d toimivad omakorda negatiivse tagasiside regulaatorina ja pärsivad põletikuliste tsütokiinide edasist vabanemist, kaitstes seeläbi immuunsussüsteemi ülestimulatsiooni (3, 4). Seetõttu arvame, et sotsiaalselt isoleeritud põrsaste suurenenud kortisooli tase põhjustab nende loomade madalamat TNF-α taset.

Mitmed teated on näidanud, et HPA telje korduv või krooniline aktiveerimine võib põhjustada süsteemset GC taset ja põhjustada immuunrakkude aktiveerumist ja vähenenud GC reageerimist, põhjustades liigset põletikulist reaktsiooni ja suurenenud terviseriske (8, 9, 11). Meie uuringus uuriti lühiajalise psühhosotsiaalse stressi mõju rakkude proliferatsioonile ja T-lümfotsüütide GC tundlikkusele, stimuleerides PBMC-sid ConA-ga (26) ning LPS-i kasutati B-rakkude ja monotsüütide stimuleerimiseks (27). Leidsime, et sotsiaalne isolatsioon ei mõjutanud vastusena ConA-le lümfotsüütide proliferatsiooni, samas kui in vitro LPS-i indutseeritud rakkude proliferatsioon suurenes isoleeritud põrsastel. Meie tulemused toetavad eelnevaid leide, kus sotsiaalsete häiretega kokku puutunud hiired näitasid LPS-stimuleeritud splenotsüütide suurenenud vohamist (8, 10, 28). Lisaks viitavad meie andmed sellele, et lühiajaline sotsiaalne stress soodustab humoraalseid immuunvastuseid. Selles uuringus ei uuritud mehhanismi, mis põhineb isolatsioonistressi erineval mõjul ConA- ja LPS-stimuleeritud proliferatsioonivastuste moduleerimisele. Loomkatsed näitavad siiski, et neid mõjusid võib vahendada muutunud glükokortikoidi retseptori (GR) ekspressioon ja / või funktsioon (29). Näiteks ligandi poolt indutseeritud GR-i alaregulatsioon on oluline mehhanism GC signaali signaali pärssimiseks erinevates kudedes ja rakutüüpides, kuid mitte T-lümfotsüütides (30).

In vitro kortisooli tundlikkuse test näitas, et sotsiaalselt isoleeritud põrsaste ConA- ja LPS-stimuleeritud PBMC-d olid kortisooli inhibeeriva toime suhtes vähem tundlikud, isegi kõrgete kontsentratsioonide korral. Meie teada on see esimene uuring, mis näitab, et lühiajaline psühhosotsiaalne stress võib vastsündinute PBMC kultuurides tekitada kortisooliresistentsuse. Samuti on teatatud vere immuunrakkude resistentsusest vererakkude suhtes pärast ühte füüsilist koormust (3) või vaimset stressi inimestel (4, 12, 13). Enamik varasemaid, sotsiaalselt tõrjutud hiirtega tehtud töid on aga näidanud põrnarakkude GC tundlikkuse vähenemist, mis oli rohkem ilmne loomadel, kellel on võitluse tõttu suurem vigastuste arv (8, 9). Täpsemalt uurib Merlot jt . (10) teatasid, et haavatud ja haavamata hiired reageerisid sotsiaalsele stressile sarnaselt. Üldiselt peetakse GC resistentsuse teket pärast korduvat või kroonilist stressi halvasti kohandavaks, kui resistentsel inimesel on eelsoodumus autoimmuunhaiguse tekkeks või kui ta on kokku puutunud nakkusliku väljakutsega, kuid see võib olla kohandatav ka haavade paranemiseks ja kaitsmiseks bakteriaalse saastumise eest (8)., 28, 31). GC resistentsuse mõju võib olla erinev, sõltuvalt stressori olemusest ja ajastust ning organismi individuaalsest seisundist (32). Seetõttu võib käesolevas eraldamismudelis täheldatud kortisoolresistentsuse kiire areng organismile kohaneda, et säilitada raku funktsioone ja valmistada immuunsussüsteem ette võimalike ettearvamatute ohtude jaoks. GC tundlikkuse kiiret modulatsiooni vahendavate mehhanismide ja nende võimalike tagajärgede kindlakstegemist tuleb siiski uurida.

Ehkki meie uuringus näitasid isoleeritud põrsaste LPS-stimuleeritud rakud rakkude suuremat proliferatsiooni, võrreldes kontrollidega d 21 ja 35, leidsime, et need rakud olid minimaalse kortisooli kontsentratsiooni pärssimise suhtes tundlikumad kui ConA-stimuleeritud rakukultuurid. Samamoodi oli akadeemiliselt stressis üliõpilastes positiivne korrelatsioon lümfotsüütide aktiveerimise määra ja kortisooli inhibeerimise vahel in vitro (12). On tehtud ettepanek, et lümfotsüütide tundlikkus GC-s varieerub vastavalt rakkude immunoloogilise aktiveerimise seisundile ja seda saab moduleerida rakkude GR-arvu või ekspressioonitaseme (33) ja GR-i hormoonsidumisafiinsuse järgi (4).

Nooremate kontroll-põrsaste LPS-stimuleeritud PBMC-d olid kortisooli poolt proliferatiivse vastuse pärssimise suhtes palju tundlikumad kui põrsaste rakud 35-aastaselt. See leid kinnitab vanusest sõltuvat mõju, kuna dokumenteeriti, et vastsündinute lümfotsüüdid on GC inhibeerimise suhtes tundlikumad kui vanemate sigade puhul (15). Inimestel imikutel ja lastel on näidatud ka vähenevat GC tundlikkust vananedes (14). Nii inimestel kui ka sigadel pole immuunsussüsteem sündimisel täielikult välja arenenud (34, 35). Seetõttu võivad GC tundlikkuse vanusega seotud muutused olla seotud endiselt funktsionaalselt ebaküpse immuunsussüsteemiga. On teada, et imetavate põrsaste äkiline eraldamine emast varases eas kahjustab antikehade vahendatud immuunsust (36), mis on osaliselt seletatav vastsündinute lümfotsüütide suurenenud tundlikkusega GC pärssimise suhtes (15). Järelikult võib praeguste tulemuste põhjal vanuse suurenevat võõrutuspõlve seostada põrsaste parema kaitsega seedetrakti ja hingamisteede sageli esinevate bakteriaalsete infektsioonide vastu, mille on põhjustanud pärast võõrutamist stressirohke kogemus.

Hiljuti näitasime, et vastsündinud sigade korduv sotsiaalne eraldatus võib põhjustada pikaajalisi muutusi neuroendokriinis ja immuunsuse regulatsioonis ning võib moduleerida toimetulekumehhanisme hilisema nakkusohu vastu (2, 23). On leitud, et näriliste ühekordne kokkupuude sotsiaalse stressiga põhjustab lühiajalist mõju immuunreaktsioonidele (37) ja pikaajalisi tagajärgi käitumisele, HPA reageerimisele ja immuunfunktsioonidele (17, 38). Seetõttu on tulevasi uuringuid vaja, et uurida, kas põrsaste ühtne sotsiaalne eraldamine varajases vastsündinu perioodil võib muuta ka tundlikkust stressi ja nakkuste suhtes hilisemas elus.

Kokkuvõtlikult näitab see uuring, et põrsaste isoleerimise stressi üks kokkupuude põhjustab HPA telje aktiveerumist ja tsirkuleeriva TNF-α pärssimist. Lisaks indutseerib isoleerimine vere immuunrakkudes kortisooliresistentsuse seisundi, mis võib olla adaptiivne eelis rakulise immuunreaktsiooni säilitamiseks lühikese aja jooksul. Need tulemused laiendavad varasemaid järeldusi immuunsüsteemi kudede GC tundlikkuse ägeda modulatsiooni kohta pärast psühholoogilist stressi. See võib mõjutada noorte loomade ja inimeste vaimsete kogemuste hindamist.

Sõnastik

ConA

konkanavaliin A

GC

glükokortikoidid

GR

glükokortikoidi retseptor

HPA

hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealised

LPS

lipopolüsahhariid

PBMC-d

perifeerse vere mononukleaarsed rakud.