Двухнедельная изоляция активировала врожденный иммунитет человека

Российские ученые установили, что у людей, в течение двух недель находившихся в изолированном помещении, активировались ресурсы врожденного иммунитета, а также увеличился уровень гормонов стресса в крови. Все это помогает организму справляться с психологическим дискомфортом и отсутствием физических нагрузок, характерным для космической миссии. Полученные данные помогут придумать способы борьбы с последствиями стресса у космонавтов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports.

Во время космических полетов космонавты подвергаются значительному стрессу, связанному с радиацией, перегрузками, невесомостью, а также долгим пребыванием в замкнутом пространстве. Такие условия сказываются на многих системах организма, в том числе на иммунной, однако непосредственно во время полета крайне сложно определить, как каждый из множества факторов по отдельности влияет на человека. Чтобы решить этот вопрос, ученые моделируют условия космического корабля на наземных станциях.

Иммунитет принято делить на два тесно связанных компонента — врожденный и приобретенный. Врожденный иммунитет представляет собой первую линию защиты организма от бактерий, вирусов и прочего, он существует с рождения и обеспечивает быстрое реагирование на любую неизвестную опасность. Приобретенный иммунитет включается позже, после получения информации о попавшем инфекционном агенте от врожденного иммунитета, а также обеспечивает немедленную иммунную реакцию при повторной встрече с возбудителем. В обоих случаях очень важно распознать патогены, попавшие в организм, поскольку только после этого он сможет противостоять инфекции. За это отвечают специальные молекулы — рецепторы на поверхности таких клеток иммунной системы, как моноциты, макрофаги, нейтрофилы и лимфоциты. Наиболее распространенной группой этих рецепторов на клетках врожденного иммунитета (моноцитах, гранулоцитах) выступают Toll-подобные рецепторы или TLRs. В частности, они распознают поверхностные структуры, характерные для бактерий и, связавшись с ними, помогают вызвать воспалительный процесс, главная цель которого — разрушить чужеродную клетку.

Исследователи из Института медико-биологических проблем РАН (Москва) и студенты Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова (Москва) оценили реакцию врожденного иммунитета человека в ответ на непрерывное пребывание в изолированном помещении, как это происходит на космическом корабле. В эксперименте приняли участие шесть добровольцев — четверо мужчин и две женщины, которые в течение двух недель находились в герметичной камере площадью порядка 10 м2 и общим объемом 50 м3. Температура, влажность, давление и уровень кислорода поддерживались на постоянном уровне, схожем с тем, что на космических кораблях.

Ученые анализировали состояние врожденного иммунитета участников, исследуя образцы крови, в которых определяли количество иммунных клеток и рецепторов на их поверхности. Анализ проводили дважды до эксперимента, три раза во время и через неделю после. Оказалось, что в условиях изоляции количество иммунных клеток в крови — особенно тех, на поверхности которых находились рецепторы TLRs — увеличилось в среднем в два раза на фоне почти двукратного увеличения в крови уровня гормонов стресса — адреналина и норадреналина. При этом после завершения эксперимента их концентрации снизились до исходных значений. Кроме того, во время изоляции клетки врожденного иммунитета в разы активнее синтезировали цитокины — небольшие белки, контролирующие развитие воспалительного процесса. По мнению авторов, такой эффект можно объяснить психологическим стрессом, изменившим гормональный фон участников, а также тем, что в небольшом закрытом помещении люди обменивались микробами, а потому антигенная нагрузка у каждого из них повышалась. В результате запускались механизмы врожденного иммунитета.

«Наше исследование показало, что изоляция активирует различные компоненты врожденного иммунитета, что позволяет организму лучше справляться с пониженной физической активностью и психологическим стрессом. Однако нужно понимать, что слишком сильный ответ иммунной системы может привести, например, к аутоиммунным заболеваниям, поэтому очень важно наблюдать за изменениями, происходящими с человеком в подобных условиях. В дальнейшем мы продолжим исследование уже с более длительными периодами искусственной изоляции», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Пономарев, кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией физиологии иммунной системы ИМБП РАН.