Экспериментальное подтверждение экспрессии медиаторов регуляции иммунного ответа в условиях хронической экспозиции фенолами

30

ЗНиСО ноябрь №11

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЭКСПРЕССИИ МЕДИАТОРОВ РЕГУЛЯЦИИ ИММУННОГО ОТВЕТА В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОЙ

ЭКСПОЗИЦИИ ФЕНОЛАМИ

Р.А. Предеина, О.В. Долгих, О.О. Синицына

EXPERIMENTAL CONFIRMATION OF EXPRESSION MEDIATORS REGULATION OF IMMUNE RESPONSE IN CHRONIC EXPOSURE PHENOLS

R.A. Predeina, O.V. Dolgikh, O.O. Sinitsyna ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», г. Пермь

Установлены ассоциации, характеризующиеся повышением контаминации биосред фенолами, специфической чувствительности к фенолу и изменением цитокинпродуцирующей активности мононуклеаров. Экспериментально доказано модулирующее действие фенола на продукцию цитокинов, что выражается достоверной стимуляцией индуцированной фенолом продукции ИЛ-1|3, ИЛ-6 и ИЛ-8 по отношению к группе сравнения и супрессией индуцированной продукции ИФЩ и ИЛ-17. В качестве наиболее чувствительных маркерных показателей нарушения иммунной регуляции у детей, проживающих в условиях экспозиции фенолами, рекомендуется использовать специфический IgG к фенолу, уровень спонтанной продукции цитокинов: ИЛ-17, фНО-а, ИФН-у. Ключевые слова: фенолы, индукция ex vivo, цитокины.

In this study, we assessed the aerogenic impact of phenols on immune regulation in children. The detected disorders of immune regulation are characterized by increased specific sensitivity to phenol and changes in the ability of monocytes to cytokine production. We proved the modulating action of phenol on cytokine production in ex vivo experiment. The experiment showed increase in the levels of IL-1|3, IL-6, IL-8 induced by phenol and suppression in production of IFNy, IL-17 induced by phenol in children of the observation group. We recommended specific immunoglobulin G to phenol and levels of IL-17, TNFa, IFNy as sensitive markers of immune regulation in children exposed to phenols.

Keywords: phenols, chronic exposure, experiment ex vivo, cytokines.

Актуальной остается проблема идентификации и оценки влияния на иммунный статус хронических воздействий химических веществ малой интенсивности [2].

В условиях влияния антропогенных химических факторов техногенно обусловленные изменения здоровья чаще всего реализуются в виде вторичных иммунодефицитных состояний [3, 4, 5, 6]. Большое значение при этом приобретает индивидуальная чувствительность организма к химическим воздействиям, определяющая направленность иммунного ответа через ТЫ- и ТИ2-лимфоциты с включением положительных обратных связей межклеточных взаимодействий, реализуемых системой цитокинов [1, 3, 4]. Так, у детей в условиях воздействия химических факторов наблюдается снижение клеточного иммунитета с переключением Т-клеточной регуляции с ТЫ - на ТИ2- тип [1].

Особое внимание исследователи уделяют изучению иммунной системы детей [1, 4]. Токсическое воздействие низкомолекулярных химических веществ, в том числе фенолов, может привести к нарушению иммунологической реактивности и искажению баланса иммуноре-гуляторных механизмов [1, 4]. Авторы отмечают возникновение вторичной недостаточности иммунной системы у детей, развивающейся вследствие воздействия толуола, формальдегида, фенола [1, 4, 6].

Цель — оценить и экспериментально подтвердить особенности экспрессии медиаторов регуляции иммунного ответа в условиях хронической экспозиции фенолами.

Материалы и методы. Для проведения экспериментального исследования использовали биосреды (кровь) 85 детей (группа наблюдения) и 30 детей из группы сравнения. Анализ цитокинов (ИЛ-1р, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-17, ФНОа, ИФ^) и лейкотриенов С4/04/Е4 проводили ме-

S

тодом твердофазного иммуноферментного анализа c использованием тест-систем «Вектор-Бест» (Россия), Neogen Corporation» (США) на анализаторе «Elx808IU» (США); исследование содержания специфического IgG к фенолу — методом модифицированного конкурентного иммунофер-ментного анализа.

С целью выявления непосредственного влияния фенола на регуляцию иммунной системы оценивали экспрессию выработки цитокинов в условиях ex vivo. Для этого исследовали уровни спонтанной и индуцированной фенолом (0,05 мг/дм3) продукции цитокинов в супернатантах цельной периферической крови [7]. Рабочую концентрацию фенола подбирали опытным путем (исследовали влияние на клетки трех концентраций фенола: 0,01; 0,05 и 0,1 мг/дм3) по оценке визуальных изменений мембраны иммуноцитов и оценке фагоцитарной активности нейтрофилов.

Химико-аналитическое исследование включало определение фенолов в биосредах (кровь) методом капиллярной газовой хроматографии в соответствии с МУК 4.1.2108—06 [8]. В качестве критериев оценки содержания фенолов в крови использованы региональные фоновые уровни согласно МР 2.1.9.100—10 [9]. Исследования выполнены в отделе химико-аналитических методов исследования (зав. отделом, д.б.н. Т.С. Уланова).

Для статистической обработки результатов исследования применяли методы математической статистики с использованием программы Microsoft Office Excel 2003 и пакета статистического анализа Statistica 6.0 (StatSoft, США). Различия полученных результатов являлись статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты. Химико-аналитическое исследование содержания контаминантов в крови детей группы наблюдения показало превышение регионального фонового уровня фенола в 5,3 раза, содержание крезолов отличалось от фоновой

Ш №11

31

Таблица. Содержание загрязняющих веществ в крови обследуемых детей, мкг/см3

Показатель Группа наблюдения (n = 67) Группа сравнения (n = 74) Достоверность различий с группой сравнения

Фенол 0,0532 ± 0,0073 0,0307 ± 0,0114 0,0007

О-крезол 0,0385 ± 0,0069 0,00325 ± 0,0072 0,000

П-, м-крезол 0,00631 ± 0,0028 0,00108 ± 0,0011 0,0008

g

концентрации, соответствующей нулевому значению. Сравнительная оценка содержания фенола, о-крезола и п-, м-крезола в крови детей группы наблюдения относительно показателей группы сравнения показала достоверное повышение их содержания в 1,7; 11,8 и 5,8 раз соответственно (см. табл.).

Установлен достоверно повышенный по сравнению с возрастной нормой уровень специфической сенсибилизации к фенолу по критерию IgG специфического у детей группы наблюдения (содержание специфического IgG к фенолу — (0,250 ± 0,127) у.е. при норме < 0,13). Содержание специфических антител к фенолу у этих детей достоверно превышало аналогичный уровень группы сравнения в 1,3 раза.

Обнаружена прямая корреляционная взаимосвязь уровня специфических антител и концентрации фенола в крови у детей группы наблюдения, что указывает на участие данного химического соединения в развитии специфической чувствительности (Я2=0,21, при р<0,05).

Оценка уровня содержания лейкотриенов С4/ D4/E4 — медиаторов аллергического воспаления — показала превышение референтного уровня (0,040—0,200 пг/мл) их содержания у 50 % детей группы наблюдения, среднее значение по группе составило (0,236 ± 0,031) пг/мл, что превысило референтный уровень в 1,2 раза.

Исследование спонтанной продукции цито-кинов клетками периферической крови обследуемых детей, характеризующей текущую активацию клеток иммунной системы, показало статистически значимое повышение уровня содержания ИЛ-1в, ИЛ-6, ИЛ-8 в 3,4; 4,1 и 5,8 раз соответственно у детей группы наблюдения по отношению к аналогичным показателям группы сравнения. При этом у детей группы наблюдения обнаружено снижение спонтанной продукции ИЛ-17, ФНОа и ИФН в 2,8; 1,9 и 2,6 раз соответственно по отношению к группе сравнения. Полученные результаты свидетельствуют, что у детей, проживающих в условиях аэрогенного воздействия фенолов, наблюдается супрессия иммунного ответа с замедлением апоп-тотической активности лимфоцитов (снижение ФНОа) и нарушением баланса цитокинпродуци-рующей активности иммуноцитов, характеризующимся интенсификацией регуляции иммунного ответа за счет примитивных лейкоцитарных ростков (ИЛ-1р, ИЛ-8) и угнетением ТЫ- звена иммунитета (снижение ИФН7).

В результате исследования стимулированной фенолом продукции цитокинов мононуклеарами периферической крови обнаружено, что фенол в концентрации 0,05 мг/дм3 оказывает цитокинсти-

мулирующее влияние в отношении как про-, так и противовоспалительных цитокинов. При этом фенол обладает более существенной способностью активировать синтез цитокинов при взаимодействии с клетками крови детей, проживающих в условиях внешнесредового воздействия фенолов. Сравнительная оценка фенол-индуцированной продукции цитокинов у детей группы наблюдения с аналогичными показателями группы сравнения показала достоверное (p < 0,05) повышение активации синтеза ИЛ-lß, ИЛ-6 и ИЛ-8 в 4,1; 5,1 и 21,7 раз соответственно. При этом обнаружено статистически значимое снижение стимулированной фенолом продукции ИЛ-17, ИФН в 3,6 и 2,6 раз соответственно, и не обнаружено достоверных изменений синтеза ФНОа.

Вывод. У детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, формируются нарушения иммунной регуляции, характеризующиеся изменением цито-кинпродуцирующей активности мононуклеаров в сторону угнетения лимфоцитов ТЫ-типа и стимуляцией секреции специфических антител. Экспериментально доказано модулирующее действие фенола на продукцию цитокинов, что выражается достоверной стимуляцией индуцированной фенолом продукции ИЛ-ф, ИЛ-6 и ИЛ-8 в 4,1; 5,1 и 21,7 раз соответственно по отношению к группе сравнения и супрессией индуцированной продукции ИФН и ИЛ-17. Для ранней диагностики нарушений иммунной регуляции у детей, проживающих в условиях экспозиции фенолами, рекомендуется использовать наиболее чувствительные маркерные показатели нарушения им-мунорегуляции: специфический IgG к фенолу и уровень спонтанной продукции цитокинов: ИЛ-17, ФНОа, ИФН7.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зайцева Н.В., Долгих О.В. Особенности клеточного звена иммунитета у детей в условиях внешнесредовой экспозиции толуолом, формальдегидом, фенолом //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 5 (2). C. 341—343.

2. Зайцева Н.В., Май И.В. К вопросу установления и доказательства вреда здоровью населения при выявлении неприемлемого риска, обусловленного факторами среды обитания //Анализ риска здоровью. 2013. № 2. С.14—27.

3. Ланин Д.В. Анализ корегуляции иммунной и нейроэндокрин-ной систем в условиях воздействия факторов риска //Анализ риска здоровью. 2013. № 1. С. 73—81.

4. Регуляторные показатели иммунной системы у детей в условиях техногенной нагрузки / О.В. Долгих [и др.] //Медицинская иммунология. 2011. Т. 13. № 4—5. С. 468.

5. Assessment of immunotoxic ейе^ in humans / J. Descotes [et. al.] //Clin. Chem. 1995. Vol. 41. № 12. P. 1870—1873.

6. Descotes J., Vial Th. Immunotoxic effects ofxenobiotics in humans: A review of current evidence //Toxicology in Vitro. 1994. Vol. 8. № 5. Р. 963—966.

32

ЗНиСО ноябрь №11

Новый набор реагентов для культивирования и митогенной активации клеток цельной крови / С.Л. Рыжикова [и др.] //Вектор-Бест. 2009. № 4 (54). С. 1—3.

МУК 4.1.2108—06 «Определение массовой концентрации фенола в биосредах (кровь) газохроматографическим методом». Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2006.

МР 2.1.9.100—10 «Установление региональных фоновых уровней содержания контаминантов в биологических средах детей при проведении экспертиз, исследований, расследова-

ний». Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2010. 14 с.

Контактная информация:

Долгих Олег Владимирович, тел.: 8 (342) 236-39-30, e-mail: oleg@fcrisk.ru

Contakt Information: Dolgikh Oleg, phone: 8 (342) 236-39-30, e-mail: oleg@fcrisk.ru

-♦♦♦-

СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭНДОКРИННОЙ ПАТОЛОГИИ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

К.П. Лужецкий, О.Ю. Устинова, Л.Н. Палагина

STRUCTURAL DYNAMIC ANALYSIS ENDOCRINE DISORDERS IN CHILDREN LIVING IN CONDITIONS OF MAN-MADE CHEMICALS ENVIRONMENTAL FACTORS

K.P. Luzhetsky, O.Yu. Ustinova, L.N. Palagina ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», г. Пермь

S

Проведена оценка структурно-динамических тенденций распространенности эндокринной патологии у детей и подростков в Российской Федерации. На примере Пермского края выполнен сопоставительный анализ заболеваний эндокринной системы у детей и подростков, проживающих на территориях с различным уровнем воздействия химических техногенных факторов среды обитания. Выявленные приоритетные нозологические единицы с наиболее неблагоприятными структурно-динамическими показателями. Определены территории, нуждающиеся в проведении расширенного комплекса медико-профилактических мероприятий по профилактике эндокринной патологии у детей. Ключевые слова: заболевания эндокринной системы, структура и распространённость эндокринной патологии, здоровье детей и подростков.

The estimation of the structural and dynamic trends in the prevalence of endocrine diseases in children and adolescents in the Russian Federation. Performed a comparative analysis of endocrine disorders in children and adolescents living in areas with different levels of exposure to chemical man-made environmental factors . Identified priority disease entities with the most unfavorable structural and dynamic performance. Identified areas in need of an expanded set of hygiene and preventive health interventions for the prevention of endocrine diseases in children.

Keywords: disorders of the endocrine system , the structure and the prevalence of endocrine diseases , the health of children and adolescents.

В последние годы большое внимание уделяется изучению последствий воздействия техногенных факторов окружающей среды на состояние здоровья и показатели заболеваемости детей. Среди факторов, формирующих состоя -ние здоровья, экологический является одним из ведущих. Актуальность проблемы подтверждают сохраняющиеся негативные тенденции в изменении ряда показателей здоровья населения и в первую очередь детей в Российской Федерации (РФ). Особую роль среди регуляторных систем, обеспечивающих адаптацию организма человека к условиям среды обитания, занимает эндокринная система, при этом она наиболее подвержена негативному воздействию техногенных факторов окружающей среды [1, 2, 3, 4].

Среди химических факторов, формирующих загрязнение среды обитания, наиболее серьезную угрозу для формирования эндокринной патологии и развития нарушений гормоногенеза при хроническом ингаляционном воздействии представляют аэрозоли соединений металлов — свинец, марганец и кадмий, органические соединения — стирол, этилбензол, при хроническом перораль-ном поступлении — кадмий, мышьяк, хлороформ [1, 3, 4].

Комплексное воздействие химических веществ, негативно воздействующих на органы эндокринной системы, вносит существенный вклад в развитие заболеваний щитовидной желе-

зы, нарушение обмена веществ и ожирения, формирование отклонений в физическом и нервно-психическом развитии детей, снижение их интеллектуальных способностей, ухудшение состояния репродуктивного здоровья подростков, повышение уровня заболеваемости и, как следствие, ухудшение показателей качества жизни и здоровья нации [1, 2, 3, 4].

Отсутствие, по данным государственных форм статистики, снижения и стабильно высокие показатели распространенности эндокринной патологии у детей в условиях негативного воздействия химических техногенных факторов среды обитания подтверждают актуальность данной проблемы и позволяют сформулировать цель настоящей работы.

Цель работы: оценить структурно-динамические тенденции распространенности эндокринной патологии у детей, проживающих на территориях воздействия химических техногенных факторов среды обитания (на примере Пермского края).

Материалы и методы. Для оценки уровня заболеваемости и распространенности эндокринной патологии в Российской Федерации использованы материалы сборника «Заболеваемость детского населения России (0—14 лет) в 2011 г.» (2012 г.). Для анализа структуры, распространенности и динамики эндокринной патологии использованы формы государственной статистической отчетно-