Разработка методологических подходов к оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха микроразмерными твердыми взвешенными частицами на здоровье населения урбанизированной территории

© Виткина Т.И., 2017 г. doi: 10.528/zenodo.835312

Удк 001.8:614.715:574.24

Т. И. Виткина

разработка методологических подходов к оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха микроразмерными твердыми взвешенными частицами на здоровье населения урбанизированной территории

Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» -Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, г. Владивосток

В работе представлены подходы к разработке методологии оценки воздействия микровзвесей атмосферного воздуха на здоровье населения с неблагоприятной экологической ситуацией. В исследовании рассмотрены ключевые проблемные аспекты затрудняющие оценку влияния микровзвесей на организм человека. Сформированы основные принципы решения исследовательской задачи в данном направлении. Предложена авторская методика оценки загрязнения атмосферного воздуха твердыми взвешенными частицами различного размерного ряда.

Ключевые слова: методологические подходы, загрязнение атмосферного воздуха, микроразмерные твердые взвешенные частицы, механизмы воздействия микротоксикантов, здоровье городского населения.

Для корреспонденции: Виткина Т.И., e-mail: tash30@mail.ru

T.I. Vitkina

the development of methodological approaches for assessing of the impact of atmosferic air pollution by micro-sized suspended particulate matter on the health of a population of urbanized territory

Vladivostok Branch of the Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration -Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, Vladivostok, Russia

The paper presents approaches to the development of a methodology for assessing of the impact of atmospheric air microsuspensions on the health of a population with an unfavorable ecological situation. The key problematic aspects that make it difficult to assess the effect of microsuspensions on the human body were considered in this study. The basic principles of solving of the research problem in this direction have been formed. The author's method for estimating air pollution by suspended particulate matter of different size fractions was proposed.

Keywords: methodological approaches, atmosferic air pollution, micro-sized suspended particulate matter, mechanisms of microtoxicant exposure, population health.

For correspondence: Vitkina T.I., e-mail: tash30@mail.ru

Conflict of interests. The author is declaring absence of conflict of interests. Financing. The study had no sponsor support.

В рамках приоритетных научно-практических направлений развития науки и отечественного здравоохранения особое внимание уделяется оценке состояния здоровья лиц с экологически обусловленными заболеваниями. Возрастание уровня экологозависи-мых заболеваний в значительной степени связано с высоким объемом техногенного загрязнения городской среды [1]. В настоящее время исследования загрязнений воздушной среды перешли на качественно новый уровень в связи с возможностью выделения новых классов токсикантов - нано- и микроразмерных частиц [2]. Такие частицы являются случайным побочным продуктом индустриального происхождения, продуктами сгорания автомобильного, дизельного топлива, вулканической активности и т.п.

Взвешенные в атмосферном воздухе частицы (particle materials - PM), за которыми ведется мониторинг согласно рекомендациям Международной организации по стандартизации и Европейского комитета по стандартизации, классифицируются как РМ10, PM4, РМ2,5 и PM1 (частицы с диаметром до 10, 5, 4, 2 и 1 мкм, соответственно). В США с 1990 г. преобладали измерения концентрации РМ10, благодаря чему была оценена доля этой фракции в общем количестве взвешенных веществ - в среднем 57%. Большое внимание гигиеническому значению мелкодисперсных частиц уделяет Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) [3].

К важнейшим различиям в методологии мониторинга загрязнения атмосферного воздуха населенных мест

и регламентации допустимых уровней этого загрязнения США и странах ЕЭС от принятых в РФ следует отнести несовпадение подходов к оценке содержания в нем твердых взвешенных частиц. В России мониторинг по-прежнему ведется лишь по суммарной массовой концентрации загрязняющих атмосферный воздух частиц (TSP - total suspended particulate) определяемой гравиметрическим методом. На сегодняшний день на территории РФ законодательно закреплены критерии уровней загрязнения атмосферного воздуха населенных мест по таким показателям, как взвешенные частицы РМ10 и РМ2,5, подлежащие государственному учету и нормированию.

Взвешенные частицы подразделяют по происхождению на естественные и искусственные (техногенные). Естественные частицы возникают в природных условиях без участия человека. Основными источниками искусственных частиц являются тепловые электростанции, обогатительные фабрики, металлургические заводы и другие промышленные предприятия. В городских условиях также значителен вклад автомобильного транспорта (выбросы выхлопных систем двигателей, истирание автомобильных шин и асфальтового дорожного покрытия) [4, 5].

Размер атмосферных поллютантов определяет специфику их взаимодействия с организмом человека при вдыхании. Крупные взвешенные частицы, имеющие диаметр больше 10 мкм, в основном задерживаются мерцательным эпителием верхних дыхательных путей, поэтому проникают не дальше бронхов и сравнительно быстро выводятся из организма . PM10 являются торакальными частицами, т.е. способны попадать в бронхиолы и накапливаться в легочных дыхательных путях, PM2.5 - респирабельными, т.е. могут проникать в альвеолы и легочные капилляры, участвующие в газообмене. Частицы, находящиеся в пределах размерной категории PM2.5, также могут проникать в системный кровоток, попадая в различные органы и напрямую оказывая местное воздействие на клетки различных тканей. Ультрадисперсные частицы способны проходить через клеточные мембраны. Их внутриклеточное инкорпорирование негативно отражается на функционировании и энергетическом состоянии клеток. Невозможность быстрого выведения из организма приводит к хроническому накоплению в органах и тканях, оказывая негативное влияние в долгосрочной перспективе [6].

Циркулирующие в атмосфере частицы могут играть роль в провокации воспалительного процесса у пациентов, страдающих бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких. Экспозиция ультрамелкими частицами и наночастица-ми способна приводить к развитию воспалительного ответа в легких, кроме того, было показано, что такие частицы могут попадать в кровь и были обнаружены в других органах.

Частицы с диаметром менее 10 мкм вследствие их медленного естественного выведения из атмосферы характеризуются относительно долгой продолжительностью жизни во взвешенном состоянии. Длительное воздействие повышенных концентраций в атмосферном воздухе РМ2,5 сокращает продолжительность жизни в популяции от нескольких месяцев до нескольких лет. Механизм их воздействия на живой организм принципиально отличается от влияния крупноразмерных поллютантов. Микрочастицы обладают более высокой токсичностью, чем обычные частицы. Показано, что микрочастицы обладают провоспалительным, канцерогенным, тератогенным, цитотоксическим действием, вызывают развитие аллергопатологии [7, 8, 9].

Одним из основных механизмов токсического действия микроразмерных частиц является их способность индуцировать выработку активных форм кислорода (АФК) [10, 11, 12]. Умеренные уровни АФК модулируют передачу сигнала, пролиферацию и экспрессию генов. Когда АФК разрушают системы антиоксидантной защиты клеток, за счет увеличения уровня АФК или за счет уменьшения клеточной анти-оксидантной способности, развивается окислительный стресс. Окислительный стресс приводит к прямому или косвенному повреждению ключевых клеточных компонентов, таких как липиды, белки и нуклеиновые кислоты, а также ингибирует репарацию ДНК [13, 14, 15, 16]. Способность клетки противостоять патогенному воздействию микроразмерных ксенобиотиков во многом зависит от адекватности репаративных механизмов, включающих в себя регуляцию факторов стрессоустойчивости клеток [17, 18, 19].

К одному из универсальных внутриклеточных звеньев, опосредующих регуляторные функции АФК, можно отнести редокс системы, представленные главным образом системой глутатиона (GSH) и ти-оредоксина (ТКХ). Обе эти системы, являясь наиболее чувствительными к окислительному стрессу, эффективно восстанавливают дисульфидные компоненты белков за счет активации специфических ферментных систем. Для системы глутатиона - это НАДФН-зависимая глутатион-редуктаза, для ТКХ-системы - НАДФН-зависимая ТЯХ-редуктаза (ТгхЯ). ТЯХ-система, как и глутатионовая, участвует в регуляции как экспрессии провоспалительных цитоки-нов, так и апоптоза. В дополнение к своей функции в качестве ключевого регулятора в окислительно-восстановительных процессах, связанных с окислительным стрессом, тиоредоксин играет важную роль в фолдинге белков, регуляции нитрозативного стресса, клеточного роста и дифференцировки [20, 21, 22].

Изучение влияния взвешенных частиц на живые организмы из-за неоднородности состава и многочисленности компонентов затруднено. Следует обратить внимание, что характер и интенсивность

воздействия будет меняться в городских условиях с различными профилями PM. Эпидемиологическим исследованиям не удалось выявить пороговую концентрацию, ниже которой в атмосферном воздухе ТЧ не имеет никакого эффекта на здоровье. Вероятно, что в человеческой популяции есть такой широкий диапазон чувствительности, что некоторые категории населения будут подвергаться риску даже при самой низкой концентрации ТЧ [23].

В предварительных исследованиях впервые были изучены частицы атмосферных взвесей городов Дальнего Востока [4]. Показано, что уровень заболеваемости респираторной патологией коррелирует с количественным и качественным составом частиц микроразмерного ряда [24]. Таким образом, исследование в данном направлении является крайне актуальным и требует разработки методологических подходов.

Предложенные нами методологические подходы к оценке воздействия микроразмерных взвешенных частиц на организм включают в себя следующие позиции:

1. Оценка качества воздушной среды проводится с использованием комплекса эколого-гигиенических и физико-химических методов. Оценка микрочастиц включает в себя размерность, морфометрию, вещественный и микроэлементный анализ, электронную микроскопию частиц.

Проведены работы по изучению аэрозольных взвесей твердых частиц, которые собирались в виде атмосферных осадков (снег) и проб воздуха. Снег собирался в моменты снегопада в 14 районах города с разным уровнем техногенной нагрузки. Талую воду исследовали на лазерном анализаторе частиц Analysette 22 NanoTec plus (Германия), устанавливающем распределение частиц по размерам и формам. Определение размерности твердых взвешенных частиц содержащихся в приземном слое атмосферы проводили методом лазерной гранулометрии с предварительной аспирацией заданного объема воздуха в жидкую среду. Твердые взвешенные частицы разной размерности оценивали не только по размерному ряду, но и по сорбции ими токсичных тяжелых металлов. Изучение гранулометрического состава взвешенных частиц микроразмерного ряда атмосферного воздуха по разработанной методике осуществляют в пробах атмосферного воздуха, пропущенного через поглотитель с жидкой средой (высокоочищенная вода). Определение размерности твердых взвешенных частиц содержащихся в приземном слое атмосферы проводили методом лазерной гранулометрии с предварительной аспирацией заданного объема воздуха в жидкую среду по авторской эсклюзивной методике. Разработанная нами методика, в отличие от общепринятых в мировой практике гравиметрических методов определения микроразмерных частиц РМ2,5 и РМ 10, позволяет,

во-первых, избежать изменения ТВЧ в процессе отбора и хранения проб, т.е. сохранять их в нативном состоянии, во-вторых, проводить их ранжирование по размерности с наиболее мелкими интервалами диаметров и определять их содержание (массовые доли). Твердые взвешенные частицы разной размерности оценивали не только по размерному ряду, но и по сорбции ими токсичных тяжелых металлов [25].

2. Для адекватной оценки многоуровневое исследование включало в себя клинико-лабораторный и экспериментальный блок. Создана экспериментальная модель, построенная на использовании наиболее массовых минералов (алюмосиликаты, вулканическое стекло, оксиды кремния) месторождений Дальнего Востока (как основных компонентов воздушной взвеси данного региона) для оценки действия основных компонентов атмосферных взвесей на органы-мишени, ткани и клетки.

В эксперименте проведены нагрузочные тесты модельными взвесями твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха микроразмерного ряда на культуре клеток бронхоальвеолярного лаважа крыс линии Vistar. На следующем этапе выполнены нагрузочные тесты модельными взвесями твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха микро- и наноразмерного ряда на иммунокомпетентные клетки крови здоровых лиц и пациентов с респираторной патологией.

3. Выбор объекта является важным аспектом исследования. Владивосток - самый большой город в Дальневосточном федеральном округе России и крупнейший русский морской порт в Тихом океане. Во Владивостоке сравнительно немного индустриальных предприятий, но высока транспортная нагрузка. В г. Владивостоке основным источникам загрязнения воздуха являются выбросы автомобильного транспорта. По числу автомобилей г. Владивосток занимает первое место в России - более 600 машин на 1000 жителей. Автомобильный парк города в основном изношенный (80% автомобилей с возрастом более 10 лет). При сложном пересеченном рельефе города многие автомобильные дороги имеют неудовлетворительное техническое состояние, что также способствует формированию напряженной экологической ситуации. Второе место по загрязнению воздуха в городе занимают выбросы 5-ти тепловых станций и 200 котельных разной производительности с 25-30 летней эксплуатацией технологического оборудования, работающего преимущественно на бурых и каменных углях, мазуте, дизельном топливе, только единичные из них используют газ [24]. Это определило наш выбор Владивостока для исследования фона природных и техногенных взвесей города-порта Владивосток и его пригородной зоны.

В исследование включали относительно здоровых жителей г. Владивостока и о. Русский, проживающих и работающих не менее 5 лет в радиусе 3

км от станции забора проб. Критериями исключения служили беременность, наличие в медицинской карте записи о хроническом заболевании или указании на него, сделанного в устной форме, наличие острого заболевания, прием на момент испытания лекарственных препаратов. Добровольцы были разделены на две группы, сопоставимые по возрасту и полу, в зависимости от места проживания: группа 1 - относительно-благоприятная зона - остров Русский, являющийся административным районом г. Владивостока; группа 2 - неблагоприятная зона -материковая зона промышленного города-порта Владивосток.

4. Исследование включало в себя изучение ответной реакции основных триггерных систем организма человека. Современными методами имму-ноферментного анализа и проточной цитометрии определены ключевые параметры тиол-дисульфид-ного метаболизма, пероксидации, антиоксидантной системы, генотоксичности, энергетического состояния лейкоцитов.

Таким образом, впервые с использованием комплексного подхода (лазерная гранулометрия, сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным анализом, световая микроскопия) исследованы частицы атмосферных взвесей городов Дальнего Востока, что позволило на основе учета размера и доли этих частиц оценивать их экологический эффект. Показано, что основными типами частиц атмосферных взвесей города-порта Владивосток являются природные минералы (алюмосиликаты, оксиды кремния и галит) и продукты выбросов автотранспорта (сажа, металлы) пятого, шестого и седьмого размерных классов с низкой удельной поверхностью. Создана экспериментальная модель, построенная на использовании наиболее массовых минералов (алюмосиликаты, вулканическое стекло, оксиды кремния) месторождений Дальнего Востока (как основных компонентов воздушной взвеси данного региона) для оценки действия основных компонентов атмосферных взвесей на органы мишени, ткани и клетки. Установлено, что экологическая ситуация в модельных точках г. Владивостока характеризуется различным содержанием крупнодисперсных и мелкодисперсных частиц в атмосферном воздухе, а также их качественным наполнением, что сказывается на ответной реакции организма [4, 17]. Воздействие мелкодисперсных частиц атмосферного воздуха на организм относительно здоровых жителей промышленного города-порта вызывает развитие окислительных модификаций белков и ДНК, способствующих изменению энергетического потенциала лейкоцитов. Выраженный ответ со стороны тиол-дис-ульфидной системы АОЗ позволяет поддерживать баланс пероксидативных-антиоксидантных процессов, тем самым защищая клеточные и субклеточные структуры от значительных окислительных повреж-

дений. Однако длительное, стресс-индуцирующее воздействие микроразмерных частиц может привести к стойким изменениям в трансдукции сигнала и экспрессии генов, истощению адаптационных и репарационных возможностей организма и способствовать развитию патологии [17].

Проведенные исследования позволят создать комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на снижение воздействия неблагоприятных климато-экологических факторов на организм населения Приморского края; повышение эффективности лечения респираторной патологии; снижение региональной заболеваемости респираторной патологией.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование проводилось без привлечения спонсорских средств.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Веремчук Л.В., Янькова В.И., Виткина Т.И., Голохваст К.С., Барскова Л.С. Загрязнение атмосферы урбанизированной территории как системный процесс взаимодействия факторов окружающей среды // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2015; 61 (3): 35-42.

Veremchuk L.V., Yan'kova V.I., Vitkina T.I., Golokh-vast K.S., Barskova L.S. Zdorov'e. Pollution of the atmosphere of urbanized territory as a system process of interaction of environmental factors. Meditsinskaya yekologiya. Nauka. 2015; 61

2. Гвозденко Т.А., Симонова И.Н., Антонюк М.В., Веремчук Л.В., Виткина Т.И. К вопросу о патогенетических маркерах экологообусловленных болезней органов дыхания // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016; 62: 8-15.

Gvozdenko T.A., Simonova I.N., Antonyuk M.V., Veremchuk L.V., Vitkina T.I. The issue of pathogenetic markers of ecological conditioned diseases of respiratory organs. Byulleten' fiziologii i patologii dyhaniya. 2016; 62: 8-15.

3. Review of evidence on health aspects of air pollution - REVIHAAP project: final technical report. WHO/ Europe, 2013. http://www.euro.who.int/__data/assets/ pdf_file/0009/218574/REVIHAAP-Final-technical-re-port-Rus.pdf?ua=1

4. Голохваст К.С. Атмосферные взвеси городов Дальнего Востока России. Владивосток: Дальне-вост. федерал. ун-т; 2013; 178 с.

Golohvast K.S. Atmospheric suspension in the cities of the Far East of Russia. Vladivostok: Far Eastern Federal University; 2013; 178 p.

5. Levanchuk AV. Environmental pollution by products of the amortisation of automobiles and roads. Gig i Sanit. 2014; 93(6): 17-21.

6. Виткина Т.И., Янькова В.И., Гвозденко Т.А., Кузнецов В.Л., Красников Д.В., Сидлецкая К.А., Чайка В.В., Голохваст К.С. Механизм патологического действия многослойных углеродных нанотрубок с различным уровнем металлических примесей // Сибирский научный медицинский журнал. 2017; 37 (2): 5-11.

Vitkina T.I., Yan'kova V.I., Gvozdenko T.A., Kuznetsov V.L., Krasnikov D.V., Sidletskaya K.A., Chajka V.V., Golokhvast K.S. Mechanism of pathological action of muliwalled carbon nanotubes with different levels of metallic impurities. Sibirskiy nauchnyj medicinskiy zhurnal. 2017; 37

7. Njuguna J., Pielichowski K., Zhu H. Health and Environmental Safety of Nanomaterials. Elsevier; Woodhead Publishing: 2014, 344. https://www.elsevier. com/books/health-and-environmental-safety-of-nano-materials/njuguna/978-0-85709-655-5

8. HEI Review Panel on Ultrafine Particles: Understanding the Health Effects of Ambient Ultrafine Particles. Health Effects Institute, Boston, Mass, USA; 2013.

9. Crouse D. L., Peters P. A., van Donkelaar A. et al. Risk of nonaccidental and cardiovascular mortality in relation to long- term exposure to low concentrations of fine particulate matter: a canadian national-level cohort study; 2012. Environmental Health Perspectives. 2012; 120 (5): 708-714.

10. Gomes E.C., Florida-James G.. In: Lung Inflammation, Oxidative Stress and Air Pollution. Chung Ong, Kian (editor.), DOI: 10.5772/58252. ISBN 978-953-511373-7, Published: May 14, 2014.

11. Vitkina T.I. et al. The impact of multi-walled carbon nanotubes with different amount of metallic impurities on immunometabolic parameters in healthy volunteers. Food and Chemical Toxicology. 2016; 87: 138-147.

12. Янькова В.И., Веремчук Л.В., Виткина Т.И., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С. Ответная реакция системы «перекисное окисление липидов - антиокси-дантная защита» на комплексное воздействие при-родно-экологических факторов при заболеваниях органов дыхания // Сибирский научный медицинский журнал. 2016; 36 (3): 94-102.

Yan'kova V.I., Veremchuk L.V., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Golokhvast K.S. The response of the system «lipid peroxidation - antioxidant protection» to the complex effect of natural and environmental factors in diseases of the respiratory system. Sibirskiy nauchnyj medicinskiy zhurnal. 2016; 36

13. Kawanishi M., Ogo S., Ikemoto M. et al.. .Geno-toxicity and reactive oxygen species production induced by magnetite nanoparticles in mammalian cells. Journal of Toxicological Sciences. 2013; 38 (3): 503-511.

14. Valko, M., Morris, H., Cronin, M.T., Metals, toxicity and oxidative stress. Curr. Med. Chem. 2005; 12: 1161-1208.

15. Srinivas A., Rao P.J., Selvam G., Goparaju A., Murthy P.B., Reddy P.N. Oxidative stress and inflammatory responses of rat following acute inhalation ex-

posure to iron oxide nanoparticles. Hum. Exp. Toxicol. 2012; 31: 1113-1131.

16. Rossignol, D.A., Frye, R.E., Evidence linking oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and inflammation in the brain of individuals with autism. Front. Physiol. 2014; 5: 150.

17. Golokhvast K. S., Vitkina T.I, Gvozdenko T. A., Kolosov V.V., Yankova V.I, Kondratieva E. V., Gorkava-ya A. V., Nazarenko A.V., Chaika V. V., Romanova T. B, Karabtsov A. N., Perelman J.V., Kiku P. F., Tsatsakis A. 2015. Impact of atmospheric microparticles on the development of oxidative stress in healthy city/industrial seaport residents. 2015; Oxid. Med. Cell. Longev., 412173.

18. Kiranmai G., Reddy A.R.. Antioxidant status in MgO nanoparticle-exposed rats. Toxicol. Ind. Health. 2014; 29: 897-903.

19. Виткина Т.И., Янькова В.И., Гвозденко Т.А., Денисенко Ю.К., Голохваст К.С. Формирование ок-сидативных нарушений, вызванных воздействием микрочастиц атмосферных взвесей у населения г. Владивостока // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2016; 1 (109): 82-85.

Vitkina T.I., Yan'kova V.I., Gvozdenko T.A., Denisen-ko Ju.K., Golokhvast K.S. Formation of oxidative disorders caused by exposure of microparticles of atmospheric suspensions in the population of Vladivostok. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo centra Si-birskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskih nauk. 2016; 1(109): 82-85. (RUS).

20. Mahmood D. F. D., Abderrazak A., Hadri K. El, Simmet T., Rouis M. The thioredoxin system as a therapeutic target in human health and disease. Antioxidants and Redox Signaling. 2013; 19 (11): 1266-1303.

21. Carilho Torrao R. B. D., Dias I. H. K., Bennett S. J., Dunston C. R., Griffiths H. R., Healthy ageing and depletion of intracellular glutathione influences T cell membrane thioredoxin-1 levels and cytokine secretion. Chemistry Central Journal. 2013; 7 (1): 150.

22. Go Y. M., Roede J. R., Walker D. I. et al. Selective targeting of the cysteine proteome by thioredoxin and glutathione redox systems. Molecular and Cellular Proteomics. 2013; 12 (11): 3285-3296.

23. Янькова В.И., Веремчук Л.В., Виткина Т.И., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С. Ответная реакция системы «перекисное окисление липидов - антиокси-дантная защита» на комплексное воздействие при-родно-экологических факторов при заболеваниях органов дыхания. Сибирский научный медицинский журнал. 2016; 36 (3): 94-102.

Yan'kova V.I., Veremchuk L.V., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Golokhvast K.S. Otvetnaya reaktsiya sistemy «perekisnoe okislenie lipidov - antioksidantnaya zashhita» na kompleksnoe vozdejstvie prirodno-ehkologicheskikh faktorov pri zabolevaniyakh organov dykhaniya. Sibirskij nauchnyj meditsinskijzhurnal. 2016; 36 (3): 94-102.

24. Veremchuk L.V., Yankova V.I., Vitkina T.I., Naz-arenko A.V., Golokhvast K.S. Urban air pollution, climate and its impact on asthma morbidity. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2016; 6 (1): 76-79.

25. Янькова В.И., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С., Чайка В.В., Городный В.А. Гранулометрический анализ атмосферных взвесей экологически благополучного и неблагополучного районов Владивостока

// Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2014; 56 (2): 62-66.

Yan'kova V.I., Gvozdenko T.A., Golokhvast K.S., Chayka V.V., Gorodnyj V.A. Granulometric analysis of atmospheric suspensions of environmentally favorable and unfavorable areas of Vladivostok.

Zdorov'e. Meditsinskaya yekologiya. Nauka. 2014; 56 (2): 62-66. (RUS).

Сведения об авторе

Т.И. Виткина, д.б.н., профессор РAH, заведующая лабораторией медицинской экологии и рекреационных ресурсов Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: tash30@mail.ru.

© Коллектив авторов, 2017 г. doi: 10.528/zenodo.835314

Удк 616.24:616-002.2:571.27

Т.И. Виткина, К.А. Сидлецкая, Е.Е. Минеева

уровни сывороточного il-4 и экспрессия его рецептора на т-хелперах периферической крови пациентов с хронической обструктивной болезнью легких

Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» -Научно исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, г. Владивосток

Цель - изучить динамику сывороточного содержания IL-4 и уровня экспрессии его рецептора (IL-4R) на Т-хелперах (CD4+) периферической крови при прогрессировании хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). В исследование были включены 112 пациентов с ХОБЛ стабильного течения: 36 человек с ХОБЛ I спирометрического класса (с. кл.), 52 человека с ХОБЛ II с. кл. и 24 человека с ХОБЛ III с. кл. В контрольную группу вошли 32 условно здоровых человека. Уровни IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, IFN-y и TNF-a диагностировали в сыворотке крови методом проточной цитометрии, концентрации TGF-ßl и IL-21 измеряли методом иммуноферментного анализа. На основании соотношения цитокинов были выявлены типы Т-хелперного ответа. Определение количества CD4+, экспрессирующих IL-4R, в крови больных ХОБЛ и здоровых лиц проводили методом проточной цитометрии. Согласно полученным данным, концентрация IL-4 в крови больных ХОБЛ оставалась ниже контрольного значения на всех стадиях заболевания вне зависимости от типа Th иммунного ответа. Однако, по мере прогрессирования ХОБЛ наблюдалось повышение сывороточного уровня IL-4. Было выявлено, что количество CD4+-клеток, экспрессирующих IL-4R, оставалось ниже контрольного значения на всех стадиях ХОБЛ. Низкое количество CD4+CD124+-клеток в крови пациентов на всех стадиях ХОБЛ, несмотря на рост концентрации IL-4 по мере прогрессирования заболевания, свидетельствует о подавлении IL-4 сигналинга на Т-хелперах. Мы предполагаем, что это связано с деградацией рецептора и является компенсаторным механизмом, направленным на ограничение воспалительного процесса. При ХОБЛ происходит увеличение концентрации сывороточного IL-4 в сочетании с понижением уровня экспрессии IL-4R на Т-хелперах, что отражает снижение их отклика.

Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, IL-4, IL-4Ra. Для корреспонденции: Сидлецкая КА., e-mail: d-karolina-a@mail.ru.

T.I. Vitkina, K A. Sidletskaya, E.E. Mineeva

THE CHANGES of SERUM LEVEL of IL-4 and expression of ITS RECEPTOR

on t-helpers of peripheral blood of patients with chronic obstructive pulmonary disease

Vladivostok Branch of the Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration - Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, Vladivostok, Russia