Особенности апоптоза в условиях экспозиции хлорорганических соединений и ванадия

Красиков С. И., Тиньков А. Н., Тиньков А. А. и др. // Вопр. биол., мед. и фарм. химии. — 2011. — № 1. — С. 51—55. Пинигин М. А., Некрасова Г. И., Теткина Л. А., Юань А. Е. // Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды. — М., 2002. — С. 107—121.

Тулина Л. М. Гигиенические аспекты водопотребления промышленного города и оценка риска для здоровья населения: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 2006.

Унгуряну Т. Н. // Экол. человека. — 2011. — № 3. — С. 14—20. Экология человека на урбанизированных и сельских территориях / Боев В. М., Верещагин Н. Н., Скачкова М. А. и др. — Оренбург, 2003.

Экология человека в крупном промышленном городе и пригородных сельских населенных пунктах / Тиньков А. Н., Макшанцев С. С. и др. — М., 2006.

Поступила 21.11.11

ОСОБЕННОСТИ АПОПТОЗА В УСЛОВИЯХ ЭКСПОЗИЦИИ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ВАНАДИЯ

ФБУН Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Пермь

Для изучения токсического действия низкомолекулярных соединений на иммунную систему идеальным объектом являются клеточные структуры, участвующие в механизме апоптоза. В системе in vitro изучалось воздействие хлорорганических соединений и тяжелых металлов на клеточную гибель. Экспериментально отмечено, что хлорсодержащие соединения вызывают ингибирование апоптотической гибели клетки. Оценка результатов продемонстрировала, что ванадий способствует активационно-индуцированной гибели лимфоцитов. Таким образом, отмечается разнонаправленность иммунных реакций при экспозиции хлорсодержащих соединений и тяжелых металлов.

Ключевые слова: апоптоз, хлорорганические соединения, тяжелые металлы

O. V. Dolgikh, N. V. Zaitseva, D. G. Dianova, R. A. Kharakhorina — FEATURES OF APOPTOSIS IN CONDITIONS OF THE EXPOSURE TO ORGANOCHLORINE COMPOUNDS AND VANADIUM

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm

The cell structures involved into the apoptotic mechanism is an ideal object for the study of toxic effects produced by low-molecular-weight compounds on the immune system. Organic chlorine compounds and heavy metals were tested for their effects in the in vitro system. The experiments show that organic chlorine compounds inhibit apoptotic cell death. An assessment of their results has demonstrated that vanadium promotes activation-induced lymphocyte death. Thus, there are multidirectional immune responses upon exposure to organic chlorine compounds and heavy metals.

Key words: apoptosis, organic chlorine compounds, heavy metals

показателей Квода, КН, Есут вода, Есум, но минимальное значение Есут воздух, что отражает максимальный вклад в повышенную экологическую нагрузку водного фактора и создает риск интенсификации окислительных процессов в организме жителей данной территории.

Литер атура

1. Боев В. М. // Гиг. и сан. — 1998. — № 6. — С. 3—8.

2. Глушкова В. Г., Шевченко А. Т. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. — М., 2003.

3. ГН 2.1.5.689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. — М., 1998.

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012

УДК 612.014.3.46.08

О. В. Долгих, Н. В. Зайцева, Д. Г. Дианова, Р. А. Харахорина

6

9

Введение

Численность популяции клеток в организме связана с двумя противоположно направленными процессами: митотическим размножением и гибелью клеток [1]. На сегодняшний день установлено, что нарушение контро-

Долгих О. В. — д-р мед. наук, проф., зав. отд. иммунобиологических методов диагностики (oleg@fcrisk.ru); Зайцева Н. В. — д-р мед. наук, проф., чл.-корр. РАМН, директор (root@fcrisk.ru); Дианова Д. Г. — канд. мед. наук, отд. иммунобиологических методов диагностики, ст. науч. сотр. лаб. клеточных методов диагностики (dianovadina@rambler.ru); Харахорина Р. А. — отд. иммунобиологических методов диагностики, мл. науч. сотр. лаб. иммунологии и аллергологии (Itkinina-Regina@yandex.ru).

ля клеточной гибели — апоптоза — ведет к сдвигам гомеостаза и является одним из множества факторов, которые способствуют развитию иммунопатологического состояния [2]. Следовательно, изучение и расшифровка механизмов апоптоза, в частности в результате воздействия химических техногенных факторов, являются одними из наиболее актуальных направлений медицины.

Цель работы — оценить в системе in vitro воздействие хлорорганических соединений и тяжелых металлов на апоптотическую и некротическую гибель лимфоцитов периферической крови.

Материалы и методы

Всего обследовано 127 практически здоровых детей в возрасте от 4 до 7 лет, проживающих в условиях

15

[гиена и санитария 3/2012

Таблица 1

Характеристика показателей иммунного статуса обследуемых детей

Показатели иммунограммы Проба без добавления хлороформа Проба с референтной концентрацией хлороформа Достоверное! различий р

CD25+, % 6,36±0,44 6,28±0,38 0,2071

CD25+, • 109/л 0,17±0,01 0,20±0,01 0,0361

CD95+, • % 27,14±1,87 27,00±1,98 0,3889

CD95+, 109/л 0,88±0,06 0,88±0,06 0,3610

Annexin V-FITC+PI-, % 1,07±0,05 0,86±0,06 0,0420

Annexin V-FITC+PI+, % 13,12±0,63 10,21±0,67 0,0234

различной техногенной нагрузки (1-я и 2-я основные группы). 1-ю основную группу составили 66 детей дошкольного возраста, из районов, где в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения выступают поверхностные воды с низким качеством питьевой воды по санитарно-химическим показателям (90,9% нестандартных проб). Проведен мониторинг воды на содержание химических соединений с учетом эффекта суммации, или "суммарной" опасности загрязнения воды. "Суммарное" загрязнение воды разводящей сети в сочетаниях хлороформ, дихлорэтан, дихлорбромметан и дибромхлорметан находится в пределах 1,1—2,5 мг/дм3, что превышает гигиенический регламент (< 1). 2-я основная группа — 61 ребенок дошкольного возраста (средний возраст 5,97±0,10 года), проживающий на территориях, на которых в качестве негативного внешнесредового фактора выступает ванадий. При исследовании качества атмосферного воздуха установлено превышение ПДКмр. (предельно допустимая концентрация максимально разовая) ванадия: процент нестандартных проб составляет 6%, кратность превышения ПДКм составляет 1,2—1,3 раза.

Фенотипирование лимфоцитов, а также идентификацию апоптоза проводили на проточном цитометре FACSCalibur фирмы "Becton Dickinson" ("BD", США). Определение субпопуляций лимфоцитов (CD25+, CD95+) проводили методом мембранной иммунофлюоресценции с использованием панели меченых моноклональных антител к мембранным CD-рецепторам ("BD", США).

Для оценки влияния хлороформа на включение клеток в апоптоз суспензию лейкоцитов и цельную кровь инкубировали с референтной концентрацией хлороформа (0,017 мкг/см3) в течение 1 ч при 37oC (опытная проба). В качестве контроля кровь и лейкоцитарные клетки без добавления хлороформа инкубировались при таких же условиях. После инкубации 100 мкл клеточной суспензии переносили в пробирки и подвергали стандартной процедуре окрашивания с помощью аннексина V (Annexin V-FITC), конъюгированного с флюоресцеинизотиоцианатом (FITC) и пропидиума йодидом (pI). Цельную кровь также переносили в отдельные пробирки и определяли CD25+-, CD95+-лимфоциты методом мембранной иммунофлюоресценции.

Для изучения влияния ванадия на включение клеток в апоптоз суспензию лейкоцитов инкубировали с

Таблица 2

Характеристика показателей иммунного статуса обследуемых детей

Показатель иммунограммы Проба без добавления ванадия Проба с референтной концентрацией ванадия Доетоверноеть различий р

Annexin V- 1,75±0,11 1,86±0,12 0,2201

FITC+PI-, %

Annexin V- 6,60±0,40 7,32±0,49 0,0200

FITC+PI+, %

референтной концентрацией ванадия (0,0005 мкг/см3) в течение 1 ч при 37oC (опытная проба). В качестве контроля кровь и лейкоцитарные клетки без добавления ванадия инкубировали при таких же условиях. Уровень апоптоза лимфоцитов определяли с помощью окрашивания Аннексин V-FITC и PI.

Анализ информации проводили в пакете статистического анализа Statistica 6.0 и специально разработанных программных продуктов, сопряженных с приложениями MS-Office. Сравнение групп выполнено методами непараметрической статистики с использованием двухвыборочного критерия Стьюдента (t). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты и обсуждение

Анализ результатов эксперимента позволил установить, что при внесении в кровь референтной концентрации хлороформа достоверно повышается абсолютное количество CD25+-лимфоцитов (р < 0,05) относительно результатов, зафиксированных в контрольной пробе (табл. 1). Выявлено, что в опытной пробе статистически значимо снижается число апоптотических (Annexin V-FITC+PI-) и некротических (Annexin V-FITC+PI+) клеток в сравнении со значениями, полученными в пробе без добавления хлороформа (р < 0,05).

Отмечено, что в системе in vitro в биосреде при добавлении референтной концентрации ванадия статистически значимо повышается количество Annexin V-FITC+PD-клеток относительно величин, полученных в контрольной пробе (р < 0,05; табл. 2).

В условиях воздействия химических факторов возможно формирование дестабилизации иммунной системы, что может проявляться в модификации (стимуляции или ингибировании) активационно-индуцированной гибели иммунокомпетентных клеток. Преобладание проапоптотических или антиапоптоти-ческих влияний определяет выбор направления сигнализации в сторону гибели клетки по механизму апоптоза или ее выживания.

Представленные результаты собственных исследований (статистически значимое повышение абсолютного числа CD25+-лимфоцитов, отсутствие изменения содержания CD95+-клеток, достоверное снижение количества аннексинпозитивных иммуноцитов при добавлении в периферическую кровь референтной дозы хлороформа) доказывают замедление гибели иммунокомпетентных клеток в условиях контаминации биосред хлорорганическими соединениями.

Оценка апоптогенной роли металлов продемонстрировала активационно-модифицирующий эффект ванадия на клеточную гибель. Исследования показали,

16

что ванадий в системе in vitro вызывает активацию клеточной гибели лимфоцитов (достоверное повышение количество Annexin V-FITC+PI-клеток, тенденция повышения уровня Annexin V-FITC+PI+-клеток при внесении в биосреду референтной концентрации ванадия), нарушая баланс проапоптических и антиапоптических сигналов для клетки.

Заключение

Замедление аннексининдуцированного апоптоза в условиях воздействия хлорорганических соединений может служить сигналом для иммунопролиферативных состояний. Активация апоптотической гибели

клетки ванадием может привести к возникновению иммунодефицитных состояний. Таким образом, техногенная химическая нагрузка запускает разнонаправленные иммунные реакции, характеризующие экспозицию хлорсодержащих соединений и тяжелых металлов.

Литер атур а

1. Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D., Krivtsov A. // In vivo. — 2011. — Vol. 25, N 3. — Р. 523—524.

2. Kerr J. F., Wyllie A. H., Currie A. R. // Br. J. Cancer. — 1972. — Vol. 26. — P. 239—257.

Поступила 21.11.11

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 614.7:546.3]:612.017.1

Б. В. Засорин1, О. М. Курмангалиев1, Л. С. Ермуханова2

ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО СТАТУСА У НАСЕЛЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

'Западно-Казахстанский государственный медицинский университет им. Марата Оспанова Минздрава Республики Казахстан, Акто-бе; ^Национальный центр гигиены труда и профессиональных заболеваний Минздрава Республики Казахстан, Западно-Казахстанский филиал, Актобе

Изучали состояние иммунного статуса 4000 жителей Актюбинска. Полученные данные указывают на критериальную значимость показателей клеточного иммунитета как максимально информативного параметра оценки влияния на организм факторов среды обитания. Установлена прямая корреляционная связь между наличием сенсибилизации к хрому и содержанием CD3, CD4, CD8 и уровнем функционального ответа Т-лимфоцитов на ФГА.

Ключевые слова: иммунологические показатели, оценка влияния факторов окружающей среды, сенсибилизация, хром

B. VZasorin, O. M. Kurmangaliev, L. S. Ermukhanova — FEATURES OF THE IMMUNE STATUS IN THE POPULATION OF URBAN AREAS WITH A HIGH CONTENT OF HEAVY METALS

West Kazakhstan State Medical University named after M. Ospanov, Aktobe

The immune status was studied in of4000 Aktobe citizens. The findings indicate that cell immunity indicators as the maximally informative parameter are of criteria significance in evaluating the influence of environmental factors on the body. A direct correlation was found between the sensitization to chromium and CD3, CD4, CD8 and the functional response of T lymphocytes to phytohemagglutinin.

Key words: immunological indicators, evaluation of the influence of environmental factors, sensitization, chromium

Введение

B условиях наращивания уровня антропогенной нагрузки на среду обитания урбанизированных территорий во всем мире, в том числе и ряде регионов Республики Казахстан, весьма актуальным является поиск оптимальных подходов к оценке иммунного статуса человека на фоне действия неблагоприятных факторов окружающей среды химической природы [4, 7, 9].

На территории Актюбинска на фоне существующей хромовой биогеохимической провинции сформировалась устойчивая зона техногенного загрязнения тяжелыми металлами. Данное обстоятельство негативно сказывается на здоровье проживающего здесь насе-

Засорин Б. В. — д-р мед. наук, доц., рук. лаб. иммунобиологии (zassorin@mail.ru); Курмангалиев О. М. — д-р мед. наук, проф., гл. науч. сотр. Научно-практического центра (om.kurmangal@mail. ru); Ермуханова Л. С. — канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. региональных медико-экологических проблем.

ления [2, 5]. Общеизвестна роль тяжелых металлов в развитии различных иммунодефицитных состояний, поэтому проведение комплексной оценки функционального состояния иммунной системы населения урбанизированных территорий весьма актуально.

Цель настоящего исследования — поиск максимально информативных иммунологических показателей для оценки иммунного статуса населения, проживающего в неблагоприятной экологической обстановке.

Материалы и методы

За период 2003—2009 гг. проведена комплексная оценка функционального состояния иммунной системы у 4000 практически здоровых лиц, постоянно проживающих в Актюбинске, в возрасте от 10 до 80 лет. Исследование проводилось в два этапа с использованием стандартных тестов первого и второго уровней [6], кроме того, оценивался уровень сенсибилизации к шестивалентному хрому с использова-

17