Український антарктичний журнал

№ 2 (2021): Український антарктичний журнал
Articles

Імунні фактори та стан здоров’я учасників антарктичних експедицій

PDF (English)
  • Д. Забара,
  • І. Козерецька,
  • І. Дейнеко,
  • Я. Аношко,
  • Н. Шаповаленко,
  • Л. Стамболі,
  • Б. Донськой
Д. Забара
Інститут педіатрії, акушерства і гінекології імені академіка О. М. Лук’янової НАМН України, м. Київ, 04050, Україна
І. Козерецька
Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, м. Київ, 01601, Україна
І. Дейнеко
Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, м. Київ, 01601, Україна
Я. Аношко
Інститут педіатрії, акушерства і гінекології імені академіка О. М. Лук’янової НАМН України, м. Київ, 04050, Україна
Н. Шаповаленко
Інститут педіатрії, акушерства і гінекології імені академіка О. М. Лук’янової НАМН України, м. Київ, 04050, Україна
Л. Стамболі
Інститут педіатрії, акушерства і гінекології імені академіка О. М. Лук’янової НАМН України, м. Київ, 04050, Україна
Б. Донськой
Інститут педіатрії, акушерства і гінекології імені академіка О. М. Лук’янової НАМН України, м. Київ, 04050, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2021.680
Опубліковано December 31, 2021
Ключові слова
  • антарктична експедиція,
  • імунні акцентуації,
  • НК лімфоцити,
  • НК цитотоксичність,
  • прогностичні фактори
Як цитувати
Забара, Д., Козерецька, І., Дейнеко, І., Аношко, Я., Шаповаленко, Н., Стамболі, Л., & Донськой, Б. (2021). Імунні фактори та стан здоров’я учасників антарктичних експедицій. Український антарктичний журнал, (2), 94-105. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2021.680

Авторське право (c) 2021 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Імунна система відіграє ключову роль у підтриманні гомеостазу в організмі людини, однак її індивідуальна надунікальність ускладнює можливість діагностичного прогнозування розвитку несприятливих фізіологічних станів та хвороб. Дослідження імунофенотипових особливостей учасників Українських антарктичних експедицій та аналіз цих характеристик до, під час та після зимівлі може дозволити з’ясувати можливу роль специфічних імунних акцентуацій у розвитку певних фізіологічних станів. Визначення НК цитотоксичності та імунофенотипу у 52 претендентів на участь у експедиціях та у 9 учасників, які повернулися з неї, проведено методом проточної цитофлюоримерії. Зразки сироваток крові взяті до, під час та після експедицій аналізувались також на присутність гормонів, антиінфекційних, антипаразитарних та автоімунних антитіл. Висока абсолютна та відносна кількість НК лімфоцитів, висока НК цитотоксичність та висока експресія HLA-DR на CD3+CD8+ достовірно асоціювалися із несприятливим станом здоров’я учасників під час експедицій. Протягом перебування в експедиціях різко зростали рівні кортизолу, проте вони відновлювались після повернення. У переважної більшості полярників не було виявлено серйозних ускладнень здоров’я під час експедицій. А також, не виявлено реактивацій вірусних інфекцій та первинного зараження, як і клінічних автоімунних. Встановлено достовірне зниження лейкоцитів і лімфоцитів та зростання експресії маркерів активації (HLA-DR) на Т клітинах в учасників експедицій після повернення. Досліджені фактори ризику несприятливого стану є перспективними для вивчення імунофенотипу полярників, проте потребують детального подальшого дослідження на більших групах. Умови перебування в експедиції призводять до зростання стресу, проте цей факт не тягне за собою клінічних проявів та ознак імуносупресії. Після повернення з експедиції у полярників спостерігаються наслідки тривалого стресу, які негативно впливають на лейкопоєз навіть через 6 місяців по поверненню, що варто враховувати для відбору претендентів на участь у експедиціях.

PDF (English)

Посилання

  1. Arendt, J. (2012). Biological Rhythms during Residence in Polar Regions. Chronobiology International, 29(4), 379–394. https://doi.org/10.3109/07420528.2012.668997
  2. Arendt, J., & Middleton, B. (2018). Human seasonal and circadian studies in Antarctica (Halley, 75° S). General and Comparative Endocrinology, 258, 250–258. https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2017.05.010
  3. Chernyshov, V. P., Dons’koi, B. V., Sudoma, I. O., & Goncharova, Y. O. (2014). Favorable immune phenotype predicts successful implantation and pregnancy. Immunology Letters, 162(2), 217–221. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2014.10.022
  4. Chernyshov, V., Dons’koi, B., Sudoma, I., & Goncharova, Y. (2016). Multiple immune deviations predictive for IVF failure as possible markers for IVIG therapy. Immunology Letters, 176, 44–50. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2015.12.010
  5. Crucian, B. E., Choukèr, A., Simpson, R. J., Mehta, S., Marshall, G., Smith, S. M., Zwart, S. R., Heer, M., Ponomarev, S., Witmire, A., Frippiat, J. P., Douglas, G. L., Lorenzi, H., Buchheim, J.-I., Makedonas, G., Ginsburg, G. S., Ott, C. M., Pierson, D. L., Krieger, S. S., … & Sams, C. (2018). Immune system dysregulation during spaceflight: potential countermeasures for deep space exploration missions. Frontiers in Immunology, 9, 1437. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01437
  6. Dhabhar, F. S., Malarkey, W. B., Neri, E., & McEwen, B. S. (2013). Stress-induced redistribution of immune cells — from barracks to boulevards to battlefields: a tale of three hormones — Curt Richter Award Winner. Psychoneuroendocrinology, 37(9), 1345–1368. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2012.05.008
  7. Dons’koĭ, B. V., Chernyshov, V. P., Sudoma, I. A., Honcharova, J., & Osypchuk, D. V. (2013). Qualitative analysis is preferable under average value comparison in case of bilateral parameter distribution: NK-lymphocyte CD158a expression in patients with reproductive failures. Likars’ka Sprava, (1), 86–93. (In Ukrainian)
  8. Dons`koi, B. V. (2014). Immune factors in reproductions. Immune accentuations theory and prognosis of reproductive success. Medical aspects of women’s health, 4(79). (In Ukrainian)
  9. Dons’koĭ, B. V., Chernyshov, V. P., Sirenko, V. Iu., Strelko, H. V., & Osypchuk, D. V. (2014). Effect of hypo- and hyperaccentuated NK cell activity on embryo implantation. Fiziologichnyi Zhurnal, 60(1), 56–63. https://doi.org/10.15407/fz60.01.056 (In Ukrainian)
  10. Dons`koi, B., Chernyshov, V., Sudoma I., & Goncharova, Y. (2016). Theory of immune accentuation: clinical background. Obstetrics. Gynecology. Genetics, 2(2). (In Ukrainian)
  11. Dons’koi, B. V. (2019). Numbers of natural killers lymphocytes do not determine their cytotoxicity. Biologichni studii, 13(2), 11–20. https://doi.org/10.30970/sbi.1302.599
  12. Dons’koi, B. V., Chernyshov, V. P., Osypchuk, D. V., Sudoma, I., Khazhylenko, K. G., Strelko, G. V., & Sirenko, W. J. (2020a). Natural killer frequency determines natural killer cytotoxicity directly in accentuated zones and indirectly in "moderate-to-normal frequency" segment. Central European Journal of Immunology, 45(3), 315–324. https://doi.org/10.5114/ceji.2020.101263
  13. Dons’koi, B. V., Tutchenko, T. M., Chernyshov, V. P., & Stepaniuk, K. S. (2020b). HCMV seropositivity is associated with specific proinflammatory immune phenotype in women with implantation failure. Immunology Letters, 217, 84–90. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2019.11.008
  14. Dons’koi, B. V., Osypchuk, D. V., Chernyshov, V. P., & Khazhylenko, K. G. (2021). Expression of natural cytotoxicity receptor NKp46 on peripheral blood natural killer cells in women with a history of recurrent implantation failures. Journal of Obstetrics and Gynaecology Research, 47(3), 1009–1015. https://doi.org/10.1111/jog.14631
  15. Du, J., Wei, L., Li, G., Hua, M., Sun Y., Wang, D., Han, K., Yan, Y., Song, C., Song, R., Zhang, H., Han, J., Liu, J., & Kong, Y. (2021). Persistent high percentage of HLA-DR+CD38high CD8+ T cells associated with immune disorder and disease severity of COVID-19. Frontiers in Immunology, 12, 3455. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.735125
  16. Farmer, J. R., & DeLelys, M. (2019). Flow cytometry as a diagnostic tool in primary and secondary immune deficiencies. Clinics in Laboratory Medicine, 39(4), 591–607. https://doi.org/10.1016/j.cll.2019.07.007
  17. Fernández-Grandea, E., Cabrera, C. M., Gonzáleza, B., Varelad, C., & Urra, J. M. (2019). Enhanced HLA-DR expression on T-lymphocytes from patients in early stages of non-surgical sepsis. Medicina Clinica, 152(9), 346– 349. https://doi.org/10.1016/j.medcli.2018.07.007
  18. InStat version 3.0 for Windows Graph Pad Software Inc., San Diego, CA, (USA). https://www.graphpad.com/support/instat-3-updates/
  19. Jiao, G., & Wang, B. (2016). NK Cell Subtypes as regulators of autoimmune liver disease. Gastroenterology Research and Practice, 2016, 6903496. https://doi.org/10.1155/2016/6903496
  20. Kutukculer, N., Azarsiz, E., Karaca, N. E., Ulusoy, E., Koturoglu, G., & Aksu, G. (2015). A clinical and laboratory approach to the evaluation of innate immunity in pediatric CVID patients. Frontiers in Immunology, 6, 145. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00145
  21. Liu, M., Liang, S., & Zhang, C. (2021). NK Cells in Autoimmune Diseases: Protective or Pathogenic? Frontiers in Immunology, 12, 624687. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.624687
  22. Mandal, A, & Viswanathan, C. (2015). Natural killer cells: In health and disease. Hematology / Oncology Stem Cell Therapy, 8(2), 47–55. https://doi.org/10.1016/j.hemonc.2014.11.006
  23. Mehta, S. K., Pierson, D. L., Cooley, H., Dubow, R., & Lugg, D. (2000). Epstein-Barr virus reactivation associated with diminished cell-mediated immunity in Antarctic expeditioners. Journal of Medical Virology, 61(2), 235–240.
  24. Moiseyenko, Y. V., Sukhorukov, V. I., Pyshnov, G. Yu., Mankovska, I. M., Rozova, K. V., Miroshnychenko, O. A., Kovalevska, O. E., Madjar, S-A. Y., Bubnov, R. V., Gorbach, A. O., Danylenko, K. M., & Moiseyenko, O. I. (2016). Antarctica challenges the new horizons in predictive, preventive, personalized medicine: preliminary results and attractive hypotheses for multi-disciplinary prospective studies in the Ukrainian ‘Akademik Vernadsky’ Station. EPMA Journal, 7, 11. https://doi.org/10.1186/s13167-016-0060-8
  25. Ogata, K., An, E., Shioi, Y., Nakamura, K., Luo, S., Yokose, N., Minami, S., & Dan, K. (2001). Association between natural killer cell activity and infection in immunologically normal elderly people. Clinical and Experimental Immunology, 124(3), 392–397. https://doi.org/10.1046/j.1365-2249.2001.01571.x
  26. Osypchuk, D. V., Chernyshov, V. P., Chernysheva, L. I., Kissel, N. P., Dons’koi, B. V., Matvienko, I. M., Rodionov, V. P., & Makovs’ka, Yu. U. (2016). Reduced response of natural killer lymphocytes to toll-like receptor 3 stimulation in children with recurrent infections. Fiziologichnyi Zhurnal, 62(4), 12–17. https://doi.org/10.15407/fz62.04.012 (In Ukrainian)
  27. Palinkas, L. A., Glogower, F., Dembert, M., Hansen, K., & Smullen, R. (2004). Incidence of psychiatric disorders after extended residence in Antarctica. International Journal of Circumpolar Health, 63(2), 157–168. https://doi.org/10.3402/ijch.v63i2.17702
  28. Palinkas, L. A., Reedy, K. R., Shepanek, M., Reeves, D., Case, H. S., Do, N. V., & Reed, H. L. (2010). A randomized placebo-controlled clinical trial of the effectiveness of thyroxine and triiodothyronine and short-term exposure to bright light in prevention of decrements in cognitive performance and mood during prolonged Antarctic residence. Clinical Endocrinology, 72(4), 543–550. https://doi.org/10.1111/j.1365-2265.2009.03669.x
  29. Penman, B. S., Moffett, A., Chazara, O., Gupta, S., & Parham, P. (2016). Reproduction, infection and killer-cell immunoglobulin-like receptor haplotype evolution. Immunogenetics, 68(10), 755–764. https://doi.org/10.1007/s00251-016-0935-9
  30. Reyes, D., Brinley, A., Blue, R., Gruschkus, S., Allen, A., & Parazynski, S. (2017) Clinical herpes zoster in Antarctica as a model for spaceflight. Aerospace Medicine and Human Performance, 88(8), 784–788. https://doi.org/10.3357/AMHP.4450.2017
  31. Steinach, M., Kohlberg, E., Maggioni, M. A., Mendt, S., Opatz, O., Stahn, A., Tiedemann, J., & Gung, H.-C. (2015). Changes of 25-OH-Vitamin D during Overwintering at the German Antarctic Stations Neumayer II and III. PLoS ONE, 10(12), e0144130. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0144130
  32. Strewe, C., Moser, D., Buchheim, J.-I., Gunga, H.-C., Stahn, A., Crucian, B. E., Fiedel, B., Bauer, H., GössmannLang, P., Thieme, D., Kohlberg, E., Choukèr, A., & Feuerecker, M. (2019). Sex differences in stress and immune responses during confinement in Antarctica. Biology of Sex Differences, 10(1), 20. https://doi.org/10.1186/s13293-019-0231-0
  33. Sun, C., Sun, H.-Y., Xiao, W.-H., Zhang, C., & Tian, Z.-C. (2015). Natural killer cell dysfunction in hepatocellular carcinoma and NK cell-based immunotherapy. Acta Pharmacologica Sinica, 36(10), 1191–1199. https://doi.org/10.1038/aps.2015.41
  34. Yadav, A. P., Mishra, K. P., Ganju, L., & Singh, S. B. (2012). Wintering in Antarctica: impact on immune response of indian expeditioners. Neuroimmunomodulation, 19(6), 327–333. https://doi.org/10.1159/000339512