Journal of Reproduction & Infertility

Journal of Reproduction & Infertility

Study of phagocytosis changes of neutrophils in pregnancy

Authors
1 Hamedan Medical Sciences University, Hamadan, Iran
2 Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
Abstract
Specific immunity decrease in pregnancy, but nonspecific does not increase. The decreasing of specific immunity more takes place in primary stage of pregnancy while it will be normal at the end stage. These changes do not clear in nonspecific immunity (such as phagocytosis). The studies consist of 45 samples (45 pregnant individuals: 15 in first, 15 in second and 15 in third trimester) and 20 control (nonpregnant individuals). The power of neutrophils in killing of pathogens, producing oxidant materials and light emission measured by a luminometer(chemiluminescence technique). Opsonised yeast stimulated the neutrophils. Results: Phagocytosis increase in first and second trimester,but does not increased in third trimester (p < 0.05).
Keywords

مقدمه

حین بارداری، ایمنی اختصاصی، خصوصاً ایمنی سلولی تضعیف می‌شود. عواملی چون PAG (Pregnancy associated glycoprotein)، 2-PAG، (Pregnancy associated molecules)، PZP (Pregnancy zone protein)، TSF (Trophoblastic suppressor factor)، HPL (Human placental lactogen)، 1,25 Dihydroxy Vit D3 و EASF (Embryo-associated suppressor factor) از جفت ترشح شده و باعث سرکوب سیستم ایمنی می‌شوند. از عوامل سرکوبگر دیگر می‌توان از AFP (-fetoprotein)، ASF (Afferent suppressor factor)، SIF (Suppressor inducing factor)، NK IF (Natural killer Inhibitor Factor)، CTL IF (‍Cytotoxic T-lymphocyte inhibitor factor)، TBG (Thyroid binding globulin)، HCG (Human chorionic gonadotropin) PAPPc (Pregnancy associated plasma protein-c)، 1-Glycoprotein، CSF (Colony stimulating factor)، TGF- (Transforming growth factor-)، FDGF (Follicular deriaved growth factor)، EPC (Ecto placental cones)، E2 و پروژسترون را نام برد. عوامل فوق از طریق اثر بر روی سلول‌های T و ماکروفاژها باعث این اعمال می‌شوند. بعلاوه بین جایگزینی موفقیت‌آمیز جنین و تولید مواد فوق رابطه مستقیم وجود دارد. در صورت آزاد نشدن مواد فوق‌الذکر بارداری منجر به سقط خواهد شد (4،5،7،8،9،11).

در زنان باردار تعداد لکوسیتها و نوتروفیلها بیشتر از افراد غیر باردار بوده، کیموتاکسی آنها کاهش یافته و کمپلمان نیز از طریق آلترناتیو فعال است. بعلاوه حین بارداری تحت تأثیر عوامل خاصی همانند افزایش هورمون تیروکسین، هورمون‌های جفتی، هورمون‌های تخمدان و hCG فاگوسیتوز افزایش می‌یابد (1،13). ولی با پیشرفت بارداری عوامل فوق نیز به مرور کاهش می‌یابند و بنظر می‌رسد که افزایش فاگوسیتوز نیز فقط در ماه‌های اولیه بارداری اتفاق افتد و بمرور زمان بحد طبیعی افراد غیر باردار برسد. ولی متأسفانه تاکنون مطالعه‌ای در این زمینه صورت نگرفته است و اگر یکی دو مطالعه هم بوده نتایج آنها با هم متناقض هستند (6). بنابراین ما این فعالیت را در 3 ماهه اول، دوم و سوم مورد مطالعه قرار دادیم. نوتروفیلها از نظر تعداد بسیار فراوان هستند و بطور متوسط 70-60 درصد کل لکوسیت‌های خون محیطی را تشکیل می‌دهند. این سلولها بعد از تولید در مغز استخوان و گذشت مدت زمانی کوتاه فعالیت‌های فاگوسیتوزی و ضد میکروبی خود را شروع می‌کنند. اکثراً نوتروفیلها دارای هسته 5-3 قسمتی هستند. نوتروفیلها در اثر تحریک باعث ایجاد انفجار تنفسی، فعال شدن شنت هگزوزمنو فسفات (HMS)، مصرف اکسیژن و در نهایت تولید بنیان‌های چون سوپر اکسید، پراکسید هیدرون، اکسیژن منفرد و ... می‌شود. بعلاوه انفجار تنفسی در نوتروفیلها بهمراه افزایش مصرف اکسیژن، تولید سوپراکسیژن و پخش نور است. در تکنیک کمیلومینسانس روند تولید نور مشابه فلورسانس است ولی با این تفاوت که در آن مواد مسئول تولید نور انرژی آزاد شده توسط مواد شیمیائی را جذب نور تابش می‌کند (کمیلومینانس طبیعی). برای تقویت این نور می‌توان از مواد مختلفی چون لومینول (5-amino-2,3 dihydro-1,4phthalazindione) استفاده کرد که یک ماده سنتیتیک است و در اثر اکسیداسیون توسط مواد اکسیدانت یا رادیکال‌های آزاد تولید نور می‌کند. با اندازه‌گیری حداکثر نور تولید شده در طی واکنش می‌توان از آن برای سنجش ترکیبات اکسید کننده استفاده کرد. طول موج نور ساطع شده 425 نانومتر است (2) که آن را دستگاه لومینومتر بر حسب mv (میلی‌ولت) اندازه‌گیری می‌کند. از طریق کنترل میزان نور تولید شده توسط لومینومتر می‌توان پیشرفت روند فاگوسیتوز، نقایص پروسه آپسونیزاسیون و اختلال عملکرد لکوسیتی در یک فرد را مطالعه کرد. بنظر می‌رسد کمیلومینانس تشدید شده توسط لومینول یک تکنیک آنالیتیک مؤثر برای مطالعه فاگوسیتوز در افراد سالم باشد. هدف تحقیق بررسی تغییرات فاگوسیتوز در طول بارداری است.

روش کار

در این تحقیق از روش کمیلومینسانس نوتروفیلها استفاده شد. محرک نوتروفیلها مخمر نانوائی (Bakers yeast) آپسونیزه شده توسط سرم تازه افراد سالم (5 الی 6 نفر) باگروه خونی AB (Fresh AB pooled serum) بود. برای تشدید نور ساطع شده (توسط نوتروفیلها) از لومینول استفاده شد (1،12). نمونه‌های این تحقیق شامل زنان بارداری که (15 نفر در سه ماهه اول 15 نفر در سه ماهه دوم و 15 نفر در سه ماهه سوم) که به درمانگاه پره ناتال و آزمایشگاه بیمارستان میرزا کوچک خان تهران مراجعه کرده بودند، گروه شاهد نیز شامل خانم‌هائی سالم (20 نفر) که در سن باروری بوده و دارای سیکل قاعدگی طبیعی بودند (جدول 2). برای جدا کردن نوتروفیلها حدود 5 الی 10 میلی‌لیتر خون توسط سرنگ ml20 هپارینه از هر نفر کشیده شد. سپس هم حجم خون داخل همان سرنگ، دکستران 6% (با وزن ملکولی 50 تا 150 هزار وزن/ حجم در نرمال سرم) اضافه شد. بعد از مخلوط کردن محتویات داخل آن سرنگ در حرارت اتاق طوری قرار داده می‌شد که نوک سوزن به قسمت بالا قرار گیرد. پس از گذشت 45 دقیقه، قسمت بالای سرنگ که سرشار از لکوسیت بود با دقت و کج کردن سر سوزن بداخل لوله پلاستیکی خالی میشد. سپس لوله‌های پلاستیکی به مدت 10 تا 20 دقیقه در سرعت 1000 تا 2000 دور سانتریفوژ شد. در مرحله بعدی محلول روئی با ساکشن بیرون کشیده می‌شد. وجود گلبول‌های قرمز احتمالی با محلول لیز کننده از بین رفت و بعد از چندین بار شستشو، سلول‌های لکوسیت آماده بودند. در انتها با استفاده از لام نئوبار و توجه به شکل نوتروفیل و لنفوسیتها، درصد هر کدام از آنها مشخص شد. سپس سوسپانسیونی از نوتروفیلها با غلظت (1065) عدد نوترفیل در هر میلی‌لیتر تهیه شد. لنفوسیتها نیز در محیط وجود دارند ولی غلظت آنها در نظر گرفته نشده است. این سوسپانسیون بایستی حداکثر در مدت چند ساعت اول مورد استفاده قرار گیرد. چون طول عمر نوتروفیلها محدود است. برای کنترل درصد سلول‌های ائوزینوفیل و بازوفیل نیز که جزو نوتروفیلها جدا شده بودند از رنگ‌آمیزی رایت-گیمسا استفاده شد ومقدار آنها از کل سلول‌های PMN کسر شد تا اینکه مقدار خالص نوتروفیلها به غلظت مورد نظر (1065) برسد (3). برای تهیه مخمر آپسونیزه شده، مخمر را در بافر PBS ریختم و به مدت 30 دقیقه در بن ماری جوش حرارت دادیم تا اینکه غیر فعال شوند بعد از این مدت آنرا 3 بار با بافر PBS شستشو دادیم. در نهایت سوسپانسیونی از مخمرها با غلظت (1082) مخمر در هر میلی‌لیتر PBS تهیه شد. برای آپسونیزاسیون مخمرها مقدار 100 میکرولیتر سرم تازه AB با 900 میکرولیتر سوسپانسیون مخمر مخلوط شد و به مدت 30 دقیقه در 37 درجه سانتی‌گراد انکوباسیون شد. عمل فوق باید درست قبل از انجام آزمایش، محلول ذخیره آن را با حل کردن mg77/1 لومینول در یک میلی‌لیتر DMSO (Dimethyl Sulphoxide) تهیه کردیم (M2-10) سپس قبل از آزمایش محلول را به نسبت 1 به 100 (M4-10) یا به (M5-10) بافر رقیق کردیم تا محلول کار تهیه شود. در هر آزمایش از یک یا دو بافر نرمال نیز نمونه‌گیری شد و مراحل جداسازی نوتروفیلها و انجام آزمایش بر روی آنها همراه با نمونه بیماران انجام شد. تا به این ترتیب شرایط و نحوه آزمایش برای افراد طبیعی و بیمار یکسان باشد. برای انجام آزمایش مواد، سلولها و مخمر آپسونیزه شده را طبق جدول 1 در کووتهای پلاستیکی یکبار مصرف مخصوص دستگاه لومینومتر ریخته و پس از قرار دادن در محفظه مخصوص دستگاه لومینومتر شدت نور تولید شده را برحسب میلی‌ولت در فواصل زمانی یک دقیقه به یک دقیقه ثبت شد.

نتایج

جداول شماره 3، 4 و 5 به همراه نمودارهای 1 و 2 میانگین N-CL را بر حسب میلی‌ولت نشان می‌دهند. مقایسه این داده‌ها با یکدیگر و استفاده از آزمون‌های آنالیز واریانس و t-Test نشان می‌دهند که اولاً: فاگوسیتوز در زنان باردار نسبت به افراد کنترل افزایش یافته است. ثانیاً در سه ماهه اول (با 01/0p<) و در سه ماهه دوم نیز (با 05/0p<) فاگوسیتوز (N-CL) افزایش یافته است. در صورتی که در سه ماهه سوم (05/0p<) چنین ادعائی را نمی‌توان داشت. بعلاوه افزایش N-CL در سه ماهه اول چشمگیر تر از سه ماهه دوم است.

بحث

همانطور که مشاهده شد N-CL (فاگوسیتوز) در مراحل اولیه بارداری افزایش قابل توجه‌ای را نشان می‌دهد. ولی با پیشرفت بارداری N-CL بحد طبیعی (افراد غیر باردار) می‌رسد. چونکه خود ایمنی اختصاصی سرکوب است (1،12،13). این افزایش را نمی‌توان بعلت کمک آن (سلول‌های Th) به ایمنی ذاتی و فاگوسیتها دانست. پس بایستی عوامل دیگری دخیل باشند. در ضمن میدانیم کمپلمان در زنان باردار از طریق آلترناتیو فعال است (3) و هورمون hCG بعد از جایگزینی تخم و در سه ماهه اول افزایش یافته و به اوج خود می‌رسد، که سپس کاهش می‌یابد و در انتهای حاملگی به کمترین مقدار خود می‌رسد. پس می‌توان گفت عوامل هورمونی و سرمی را در این افزایش فاگوسیتوز دخیل دانست که آنها از دو طریق باعث این عمل می‌شوند.

الف- افزایش گیرنده‌ها (رسپتورها) بر روی نوتروفیلها و دیگر فاگوسیتها

ب- افزایش فعالیت مسیرهای HMS، MPO و متابولیت‌هائی چون H2O2 و غیره.

ولی بنظر نمی‌رسد که این افزایش قدرت فاگوسیتها تأثیر چندانی بر مقاومت افراد در مقابل عفونتها داشته باشد. چون کموتاکسی نوتروفیلها در بارداری مختل است (3،13) و بنظر می‌رسد یکی از عوامل عفونت‌های دستگاه تناسلی‌ـ ادراری در حین بارداری همین کاهش کموتاکسی باشد. البته لازم است مطالعات بیشتری درباره سیستم ایمنی و فاگوسیت‌های افرادی که دچار چنین عفونت‌هائی هستند صورت گیرد.

سپاسگزاری

مؤلفین از کلیه اساتید، مسئولین و کارکنان گروه ایمونولوژی دانشگاه علوم پزشکی تهران و بیمارستان میرزا کوچک خان تهران جهت همکاری آنان در اجرای طرح تقدیر و تشکر می‌کنند.

  1. Bio. Orbit company 1990. Luminescent analysis. Application note 100.
  2. Bjorksten B. Poly morphonuclear leukocyte function during pregnancy. Scanned. Y. immunol. 1978;8:257-262.
  3. Colbern and Main Immunology of the maternal placental interface in normal pregnancy. Seminar in perinatalogy. 1991;15(3):196-205.
  4. Coulam. Carrolyn. B Immunological obstetrics. 1992;First edition.
  5. Hynes MK. Shepleyks Cytokine production in first trimester choronic villi. Cell immune 1993.
  6. King H. On the nature and function of human uterine granular lymphocytes. Immunol. Today. 1991;12(12):432-435.
  7. Kordon Drouva SV. Gonadotropin regulation oesterogens and immune system. Horn Res. 1992;37(sup3):11-15.
  8. Lahita RG. The effect of sex hormones on the immune system in pregnancy. Am. Journal of Repro. Immunol. 1992;28:136-137.
  9. Mitchell the role of the phagocyte in host-parasite interacions. Am Journal Obst. Gyncol. 1970;108(5):687-697.
  10. Saji the fetus as an allograft. Am Journal Obstet Gynecol. 1992;251-256.
  11. Shibaya Study on nonspecific immunity in pregnant persons is Journal of Repro Immune. (AJRI). 1991;26:76-81.
  12. William?s Cunnigham, FG. William?s Obstetrics. 1993;19th edition.