Толерантность к пищевым антигенам

Л.К. Добродеева, В.А. Штаборов, Е.А. Меньшикова

УДК 612.017.2:616-097:616-008.64
DOI: 10.22138/2500-0918-2017-14-4-341-354

Резюме. Цель исследования — установить влияние IgА и IgE и гликопротеинов муцинового типа на содержание антител к пищевым антигенам. Материалы и методы. Проведено анкетирование 1334 человек, проживающих на севере Европейской части РФ, для оценки особенностей питания. Лабораторные методы исследований включали определение уровня цитокинов, IgА и IgE методом «конкурентного» иммуноферментного анализа (ИФА) с реактивами BCM Diagnostics и CytElisa (США) и оценкой результатов на фотометре серии Multiscan (Финляндии). Содержание IgG к 90 пищевым антигенам в ИФА изучали с реактивами Biomerica (США). Результаты исследований. Нарушение толерантности к пищевым антигенам у практически здоровых людей происходит при увеличении частоты употребления продукта 4 и более раз в неделю в течение 6 месяцев. Толерантность к пищевым антигенам снижается при дефиците продукции слизи в кишечнике; при увеличении концентраций в крови гликопротеинов муцинового типа, характерных для слизистых ЖКТ (РЭА, СА19-9 и СА72-4), регистрируются более высокие концентрации в сыворотке крови IgA, IgE, а также заметное увеличение % активно фагоцитирующих нейтрофилов. Дефицит содержания IgA повышает проницаемость тканевых антигенов; появление высоких концентраций ассоциировано с усилением активности иммунной реакции IgЕ, которые обеспечивают более эффективное связывание и удаление антигена. Заключение. Повышение активности продукции антител к пищевым антигенам связано с усилением парацеллюлярного транспорта на фоне дефицита IgA и активизации секреции IgЕ под влиянием провоспалительных цитокинов. Наличие повышенных концентраций антител к пищевым антигенам является признаком нарушения пищевой толерантности. Повышение секреции слизи бокаловидными клетками слизистой ЖКТ, о чем свидетельствует увеличение содержания в крови гликопротеинов муцинового типа, снижает активность парацеллюлярного проникновения пищевых антигенов и уровня антителообразования к пищевым антигенам.

Ключевые слова: иммунитет, пищевые антигены, толерантность к антигенам, секреторные иммуноглобулины IgA, IgE, слизь, гликопротеины муцинового типа

Дата поступления 24.11. 2017

Образец цитирования:
Добродеева Л.К., Штаборов В.А., Меньшикова Е.А. Толерантность к пищевым антигенам. Вестник уральской медицинской академической науки. 2017, Том 14, №4, с. 341–354, DOI: 10.22138/2500-0918-2017-14-4-341-354

ЛИТЕРАТУРА.
1. Бояринова А.М. Орлов Ф.В., Ротарь О.П., Могучая В., Бояринова А.М. Особенности питания как фактор риска неинфекционных заболеваний в российской и эстонской популяциях. Трансляц. Мед. 2014. 1. C. 82-91.
2. Redmond N., Richaman J., Gamboa Ch., Albert M. et al. Perceived stress is associated with incident coronary heart disease and all-cause mortality in low-but not high-income participants in the reasons for geographic and racial differences in Stroke study J.Amer.Heart Assoc.2013.2.6.e000447
3. Cranis A., Andel R., Dahl A.K., Gatz M. et al. Midlife dietary patterns and mortality in population-based study of Swedish twins. J.Epidemiol. and Community Health. 2013.67.7. pp. 578-86
4. Alosco M., Spitznagel M., Raz N., Cohen R. et al. Dietary habits moderate the association between failure and cognitive imparirment. J.Nutr. Gerentol. and Geriatr. 2013. 32.2. 106-21
5. Spliethoff H., Mitchell R., Ribaudo L., Taylor O. et al. Lead in New York city community garden chiken eggs: Influential factors and health implications. Environ. Geochem. and Health 2014.36.4.633-49
6. Stancheva M., Makedonski L., Peycheva K. Determination of heavy metal concentrations of most consumed fish species from Bulgarian Black Sea const. Bulg.Chem.Commun. 2014.46.1.195
7. Yang J., Li J., Jiang Y., Duan X., Qu H. Natural occurrence, analysis, and prevention of mycotoxins in fruits and their processed products. Crit. Rev. Food Sci. and Nutr. 2014.54.1.64-5
8. Василовский А.М., Куркатов С.В. Вопросы санитарно-эпидемиологического благополучия населения Сибирского федерального округа. Материалы Научно-практ. конф.Красноярск 2014. 9-13
9. Gimon M. Dietary exposure to pesticide residues, mineral and metals: The Cameroonian total diet studies. Rapp. ISISAN.2012.49.154-157
10. Visciano P., Perugini M., Manera M., Tarasco R. et al. Total arsenic in raw and boiled portions of Norway lobster from the Central Adriatic Sea. J. Agr. and Food Chem. 2013.61.50.12445-9
11. Юдин М.А., Комаров А.А. Мониторинг остаточного количества ß-адреноблокаторов в пищевой продукции методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрически детектированием. Матер. 4 съезда ветеринарных фрмакологов и токсикологов “Актуальные вопросы ветеринарной фармакологии, токсикологии и фармации” 2013. 660-3.
12. Olejnik M., Szpremger-Juszkiewiez T., Jedziniak P. Senduramicin in eggs the incompatibility of feed and food macimum levels. Food Chem. 2014.149.178-182
13. Donat-Vargas C., Gea A., Sayon–Orea C., Carlos S. et al. Resen dietary intakes of PCBs and the risk of obesity: The SUN project. J.Epidemiol. and Community Health 2014. 68.9.834-841.
14. Zhao X., Wang J. Degradation of seven organophosphorus pesticides in the fresh milk heated at 63 C and two Phs. Milchwissenschaft. 2012.67.2. 192-194
15. Andrei C., Tared F., Evalution of the content of Lead, cadmium, mercury, arsenic, tin, copper and zinc during the production process flow of tomato broth. Ser. Food Sci and Technol 2013.70.1. 58-59.
16. Семенков В.Ф., Ковальчук Л.В. Биологические механизмы старения иммунной системы и современные подходы к их коррекции. Успехи современной биологии, 2005, T125, №5. C. 446-465.
17. Чазов Е.И., Смирнов В.Н. Атеросклероз человека. М.: Наука, 1989.
18. Карпов Р.С., Канская Н.В., Осипов С.Г. Роль иммунной системы в развитии гиперлипопротеидемий. Томск, 1990.
19. Доценко Э.А., Юпатов Г.И., Чиркин А.А. Холестерин и липопротеины низкой плотности как эндогенные иммуномодуляторы. Иммунопатология, аллергология, инфектология. N3-2001, 6-15.
20. Pabst O. New concepts in the generation and function of IgA. Nature Rev.Immunol.2012.25.139-143
21. Brandtzaeg P.Secretory IgA: designed for antimicrobial defense. Front.Immunol.2013. 4.1-17.
22. He B., Xu W., Santini P.A., Polydorides A.D. et al. Intestinal bacteria trigger T-cell-independent IgA2 class switching by epithelial cell secretion of the cytokine APRIL. Immunity. 2007. 26.812-826.
23. Everett M.L., Palestrant D., Miller S.E., Bollinger R.R. et al. Immune exclusion and immune inclusion: a new model of host-bacterial interactions in the gut. Appl.Immunol. Rev. 2004.4.321-332.
24. Mathias A., Corthesy B. N-glycfns on secretory component. Mediators of the interaction between secretory IgA and Gram-positive commensals sustaining intestinal homeostasis. Gut.Microbes 2011.2.287-293.
25. Brown E.M., Sadarangani M., Finlay B.B. The role of the immune system in governing host-microbe interactions in the intestine.Nature Immunol. 2013. 14.660-667.
26. Hill D.A., Arris D. Intestinal bacteria and the regulation of immune cell homeostasis. Annu.Rev. Immunol. 2010.28.623-667.
27. Macpherson A.J., Geuking M.B., MacCoy K.D. Homeland security: IgA at the frontiers of the body. Trends Immunol.2012.33:160-167.
28. Mantis N.J., Rol N., Corthesy B. Secretory IgA's Complex Roles in Immunity and Mucosal Homeostasis in the Gut. Mucosal Immunol. 2011 Nov; 4(6): 603–611.
29. Gold P., Pavlatou M., Carlson P., Luckenbaugh D., et al. Ummediated, remitted patients with majordepressin have decreased serum immunoglobulin A. S. Neurosci lett.2012.520.N1-2.1-5.
30. Добродеева Л.К. Содержание IgE в сыворотке крови в норме и патологии у людей, проживающих на Европейской территории России. Ж.экологии человека. 2010.№5. 3-16.
31. Barbee R.A. Halomen M., Lebowitz M., Burrows B. Distribution of IgE in a community population sample: correlation with age, sex and allergen test reactivity. J. Allergy Clin. Immunol. 1981. Vol.68. 106-112.
32. Greene W.K., Cyster J.D., Chua K.Y., Brien R.M. et al. IgE and IgG binding of peptides expressed from fragments of cDNA encoding the major house dust mite allergen Der pI. J. Immunol.1991.147(1).3768-73.
33. Chua K.Y., Greene W.K., Kehai P., Thomas W.R. IgE binding studies with large peptides expressed from Der pII cDNA constructs.Clin.Exp.Allergy. 1991.21(2).161-6.
34. Bogh K.L., Nialsen H., Eiwegger T., Mills E.N.C. et al. IgE versus IgG4 epitopes of the peanut allergen Ara hI in patients with severe allergy.Mol.Immunol.2014.66.19-21.
35. Chiou Y., Wang L., Huang S. Detection of cross-reactivity for atopic immunoglobulin E against allergens. Clin. and Diagn. Lab. Immunol. 2003. Vol.10, №2. 229-232.
36. Delespesse G. The low-affinity receptor for IgE. Ibid. 77-99.
37. Findlay S.R. Dvorak A.M., Findlay S.R., Kageu-Sabotka A. et al. Hyperosmolar triggering of hystamyne release from human basophils. J.Clin.Invest. 1981. №67.1604-1613.
38. Findlay S.R, Lichtenstein L.M. Generationof slowreactingsubstance by leucocytesls. J.Immunol. 1980 №124. 338-342.
39. Yang P.Ch., Berin M.C., Yu L.C.H., Conrad D.H. et al. Enhanced intestinal transepithelial antigen transport in allergic rats is mediated by IgE and CD23 (FcRII) J. Clin. Invest. 2000. Vol.106. P. 879-886.
40. Benard A., Desreumeaux P., Huglo D., Hoorelbeke A. et al. Increased intestinal permeability in bronchial asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 1996. Vol.97. 1173-1178.
41. Li Q., Sun S., Shi K. Effect of intracheally administrated BCG-DNA on murine model of asthma. J. Med. Coll. PLA. 2004. Vol.19, №1. 11-14.
42. Lu Y., Wu Z. Changes of phospholipase D activity of rat peritoneal mast cells in degranulation. Acta Pharmacjl.Sin. 2004. Vol.25, №1. 104-109.
43. Martin James G. Cytokin therapies. Hediat. Pulmunol. 2004. №26. 49-51.
44. Каплина С.П., Харит С.М. Скрипченко Н.В. Особенности иммунного статуса с синдромом Дауна. Эпид. и вакцинопроф. 2012.№3. 61-70.
45. Udall J.N., Pang K., Fritze L., Kleinman R. et al. Development of gastrointestinal mucosal barrier. I. The effect of age on intestinal permeability to macromolecules. Pediatr. Res. 1981. Vol. 15. P. 241-244.
46. Bendayan M., Ziv E., Ben-Sasson R., Bar-On H. et al. Morpho-cytochemical and biochemical evidence for insulin absorption by the rat ileal epithelium. Diabetology. 1990. Vol. 33. 197-204.
47. Ziv E., Bendayan M. Intestinal absorption of peptides through the enterocytes. Microsc. Res. Technol. 2000. Vol. 49. 346–352.
48. Bruneau N., Bendayan M., Gingras D., Ghitescu L. et al. Circulating bile salt–dependent lipase originates from the pancreas via intestinal transcytosis. Gastroenterology. 2003. Vol. 124. 470–480.
49. Cloutier M., Gingras D., Bendayan M. Internalization and transcytosis of pancreatic enzymes by the intestinal mucosa. J. Histochem. Cytochem. 2006. Vol. 54. 781–794.
50. Cammisotto P.G., Gingras D., Bendayan M. Transcytosis of gastric leptin through the rat duodenal mucosa. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2007. Vol. 293. G773–G779.
51. Bruce M.G., Ferguson A. The influence of intestinal processing on the immunogenicity and molecular size of absorbed, circulating ovalbumin in mice. J. Immunol. 1986. Vol. 59. 295-300.
52. Friedmn A., Al-Sabbagh A., Santos L., Fishman-Lobell J. et al. Oral tolerance: a biologically relevant pathway to generate peripheral tolerance against external and self antigens. Chem. Immunol. 1994. Vol. 58. P. 259-290.
53. Kiliaan A.J., Saunders P.R., Bijlsma P.B., Berin M.C. et al. Stress stimulates transepithelial macromolecular uptake in rat jejunum. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1998. Vol. 275. G1037–G1044.
54. Kairserlian D., Etchart N. Entry sites for oral vaccines and drugs: role for M-cells, enterocytes and dendritic cells. Seminars in Immunolgy. 1999. Vol. 11. 217-224.
55. Hollander D., Vadheim C.M., Brettholz E., Petersen G.M. et al. Increased intestinal permeability in patients with Crohn’s disease and their relatives. A possible etiologic factor. Ann. Intern. Med. 1986. Vol. 105. 883–885.
56. Heather L.C., Perdue M.H. Stress impairs murine intestinal barrier function: improvement by glucagon-like peptide-2. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2005. Vol. 314. 214–220.
57. Ma T.Y., Nguyen D., Bui V., Nguyen H., et al. Ethanol modulation of intestinal epithelial tight junction barrier. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1999. Vol. 276. G965–G974.
58. Collins S.M. Stress and the gastrointestinal tract IV. Modulation of intestinal inflammation by stress: basic mechanisms and clinical relevance. Am. J. Physiol. (Gastrointest. Liver Physiol.). 2001. Vol. 280. G315–G318.
59. Cameron H.L., Perdue M.H. Stress impairs murine intestinal barrier function: improvement by glucagon-like peptide-2. J. Pharmacol. Exp. Therapeutics. 2005. Vol. 314. 214–220.
60. Муравьев Ю.В., Лебедева В.В., Мазо В.К., Гмошинский И.В. Проницаемость защитного барьера кишечника у больных ревматическими заболеваниями, длительно получающих нестероидные противовоспалительные препараты. Клиническая медицина. 1999. №11. 31-33.
61. Stein J., Ries J., Barrett K.E. Disruption of intestinal barrier function associated with experimental colitis: possible role of mast cells. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1998. Vol. 274. 203-209.
62. Berin M.C., Yang P.-Ch., Ciok L., Waserman S. et al. Role for IL-4 in macromolecular transport across human intestinal epithelium. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 1999. Vol. 276. C1046-C1052.
63. Perdue M.H. The mucosal antigen barrier: cross talk with mucosal cytokines Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1999. Vol. 277. 1-5.
64. Ma T.Y., Iwamoto G.K., Hoa N.T., Akotia V. et al. TNF-α-induced increase in intestinal epithelial tight junction permeability requires NF-κB activation. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2004. Vol. 286. G367–G376.
65. Al-Sadi R.M., Ma T.Y. IL-1β causes an increase in intestinal epithelial tight junction permeability. J. Immunol. 2007. Vol. 178. 4641–4649.
66. Turner J.R., Rill B.K., Carlson S.L., Carnes D. et al. Physiological regulation of epithelial tight junctions is associated with myosin light-chain phosphorylation. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 1997. Vol. 273. C1378–C1385.
67. France YE, et al. The polarity-establishment component Bem1p interacts with the exocyst complex through the Sec15p subunit. J Cell Sci 119(Pt 5)2006:876-88.
68. Piel C., Montagne L., Seve B., Lalles J.-P. Increasing digesta viscosity using carboxymethylcellulose in weaned piglets stimulates ileal goblet cell numbers and maturation J. Nutr. 2005. Vol. 135. 86-91.
69. McGee D.W., Elson C.O., McGhee J.R. Enhancing effect of cholera toxin on interleukin-6 secretion by IEC-6 intestinal epithelial cells: mode of action and augmenting effect of inflammatory cytokines. Infect. Immunity. 1993. Vol. 61. :4637–4644.
70. Chowers Y., Cahalon L., Lahav M., Schor H. et al. Somatostatin through its specific receptor inhibits spontaneous and TNF-α- and bacteria-induced IL-8 and IL-1b secretion from intestinal epithelial cells. J. Immunol. 2000. Vol. 165. 2955–2961.
71. Soriani M., Bailey L., Hirst T.R. Contribution of the ADPribosylating and receptor-binding properties of cholera-like enterotoxins in modulating cytokine secretion by human intestinal epithelial cells. Microbiology. 2002. Vol. 148. 667–676.
72. Lim B.O., Yamada K., Nonaka M., Kuramoto Y. et al. Dietary fibers modulate indices of intestinal immune function in rats. J. Nutr. 1997. Vol. 127. 663-667.
73. Matsumoto T., Moriya M., Sakurai M.H., Kiyohara H. et al. Stimulatory effect of a pectic polysaccharide from a medicinal herb, the roots of Bupleurum falcatum L., on G-CSF secretion from intestinal epithelial cells. Int. Immunopharmacol. 2008. Vol. 8. 581-588.
74. Garg S., Bal V., Rath S., George A. Effect of multiple antigenic exposures in the gut on oral tolerance and induction of antibacterial systemic immunity. Infect. Immunity. 1999. Vol. 67. 5917-5924.
75. Kosecka U., Marshall J.S., Crowe S.E., Bienenstock J. et al. Pertussis toxin stimulates hypersensitivity and enhances nerve-mediated antigen uptake in rat intestine. Am. J. Physiol. (Gastrointest. Liver Physiol.) 1994. Vol. 267. G745-G753.
76. Rappuoli R., Pizza M., Douce G., Dougan G. Structure and mucosal adjuvanticity of cholera and Escherichia coli heat-labile enterotoxins. Immunol. Today. 1999. Vol. 20. 493-500.
77. Matysiak-Budnik T., van Niel G., Mégraud F., Mayo K. et al. Gastric Helicobacter infection inhibits development of oral tolerance to food antigens in mice. Infect. Immunol. 2003. Vol. 71. 5219-5224.
78. Mohammad A., Ota F., Kassu A., Sorayya K. et al. Modulation of oral tolerance to ovalbumin by dietary protein in mice. J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokyo). 2006. Vol. 52. 113-120.
79. Whitman W.H., Culeman D.C., Wiebe W.J. Prokariotes: the unseen majority. Proc. Natl. Acad.Sci. USA.1998.95.6578-6583.
80. Говорун М.В. Пластичность метагенома человека – фактор персонифицированной медицины. Научные труды. 5 съезд физиологов СНГ. Сочи. 2016.Т.1. 22-23.
81.Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Яковлева М.Ю. Эндотоксиновая теория атеросклероза. Физиология человека 2015. 41.№1. 106-116.
82. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Хасанова Г.Р., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновый компонент патогенеза хронических вирусных заболеваний. Физиология человека 2015. 41.3. 118-121.
83. Hebeda C.B., Teixeira S.A., Tamura E.K., Muscara M.N. et al. Nitric oxide modulates lipopolysaccharide-induced endothelial platelet endothelial cell adhesion molecule expression via interleukin-10. Clin.and Exp.Immunol.2011.165.N2.172-176.
84. Dhus Oliver, Bunk Sebastian, von Aulock S., Hermann C. IL-10 relase requires stronger toll-like receptors 4-triggering than TNF. Immunology. 2008.-213,N8.-P.621-627.
85. Ng Cherie T., Olstone M.B.A. Infected CD8a dendritic cells are the predominant source of IL-10 during establishment of persistent viral infection Proc.Nat.Acad.Sci. USA.2012.109.35.14116-14121.
86. Henry E., Desmet CJ., Garze V., Fievez L., et al. Dendritic cells genetically engineered to express IL-10 induce long-lasting antigen-specific tolerance in experimental asthma. J.Immunol. 2008;181:7230-7242.
87. Шарова Н.И., Литвина М.М., Ярилин А.А. Линия клеток – продуцентов IL-10 c фенотипом плазмоцитоидных дендритных клеток, происходящая из тимуса человека. Иммунология.2010.31, №4.181-186.
88. Bollinger R.R., Barbas A.S., Bush E.L., Lin S.S. et al. Biofilms in the large bowen suggest anapparent function of the human vermiform appendix. J.Theor.Biol. 2007.249.826-831.
89. Laurin M., Everett M.L., Parker W. The cecal appendix: one more immune component with a function disturbed by post-industrial culture. Anat. Record. 2011. 294.567-579.
90. Stein J., Ries J., Barrett K.E. Disruption of intestinal barrier function associated with experimental colitis: possible role of mast cells // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1998. Vol. 274. P. 203-209.

Авторы
Добродеева Лилия Константиновна
Д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки, главный научный сотрудник Лаборатории регуляторных механизмов иммунитета, директор Института
dobrodeevalk@mail.ru

Штаборов Вячеслав Анатольевич
К.б.н., старший научный сотрудник Лаборатории экологической иммунологии
schtaborov@mail.ru

Меньшикова Елена Александровна
К.б.н., старший научный сотрудник Лаборатории регуляторных механизмов иммунитета
vecaup24@yandex.ru

Институт физиологии природных адаптаций Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального центра комплексного изучения Арктики РАН им. акад. Н.П. Лаверова
Российская Федерация, 163061 г. Архангельск, пр. Ломоносова, 249