СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ЭНДОГЕННОГО БЕЛКА S-100β ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В КЛИНИКЕ И ЭКСПЕРИМЕНТЕ

УДК 613.63/64:577/112

Г.М. Бодиенкова, Е.В. Боклаженко

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ЭНДОГЕННОГО БЕЛКА Б-100р ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В КЛИНИКЕ И ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Ангарский филиал Восточно-Сибирского научного центра экологии человека СО РАМН - Научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека

Проведено изучение изменений в содержании эндогенного белка S-100fS у работающих в контакте с парами металлической ртути и в условиях воздействия шума. Установлено достоверное повышение концентрации белка S-lOOji у стажированных рабочих производства ртути по сравнению с работающими в условиях воздействия шума. Кроме того, в эксперименте выявлено стойкое повышение уровня белка мозговой ткани (S-lOOji) как в группе животных под действием сулемы, так и в группе с воздействием шума. Результаты выполненных исследований свидетельствуют о значимой роли белка S-lOOji в процессах иммунорегуляции, уровень которого может отражать степень активности патологического процесса в мозге при воздействии химических и физических факторов.

Ключевые слова: работающие, ртутная интоксикация, шум, эндогенный белок S-1000

COMPARATIVE ASSESSMENT OF PROTEIN S-100p IN EMPLOYEES EXPOSED TO DIFFERENT PHYSICAL AND CHEMICAL FACTORS

G.M. Bodienkova, E.V. Boklazhenko

Angarsk Branch of East Siberian Scientific Center of Human Ecology SB RAMS - Scientific Institute

of Occupational Medicine and Human Ecology, Angarsk

The change in the content of the endogenous protein S-lOOji in the employees exposed to the metallic mercury vapours as well as under conditions of the exposure to noise has been performed. The significant increase in the concentration of the protein S- lOOfS was found to be in the employees with the long —term work time period working at the mercury production compared with the employees working under conditions of the exposure to noise. Moreover, in the experiment the stabile increase in the protein level of the brain tissue (S-lOOji) has been revealed both in the animal group exposed to sublimate and in the group exposed to noise. The results of the studies performed may testify the significant role of the protein S-lOOji in the processes of the immunoregula-tion the level of which may display the activity degree of the pathological process in the brain while exposing to the chemical and physical factors.

Key words: employees, mercury intoxication, din, endogenous protein S-100f!

Одной из причин развития профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний является снижение иммунореактивности организма. Нарастающий дисбаланс в системе иммунорегуляции под влиянием неблагоприятных производственных факторов способствует развитию компенсаторной, а затем и декомпенсированной иммунной недостаточности, которая является основой развития различных патологических состояний [4]. В современной нейрофизиологии и медицине используются нейроспецифические белки в качестве маркеров различных патологических изменений, происходящих в ЦНС.

Известно, что белок 8-100 является специфическим белком астроцитарной глии, способным связывать кальций. Астроглиальные клетки — это наиболее многочисленные клетки в мозговой ткани. Они образуют трехмерную сеть, которая является опорным каркасом для нейронов. Постоянство концентрации 8-100)3 обеспечивает нормальное функционирование всех систем головного мозга. Увеличение уровня 8-100р в крови происходит вследствие структурно-функциональных повреждений, прежде всего глиальных клеток мозга и повышения проницаемости ГЭБ. Рядом авторов [1,

2] показано, что увеличение концентрации 8-100 в СМЖ и плазме является маркером повреждения головного мозга. У пациентов с повреждением мозга при раннем определении содержание 8-100 отражает степень повреждения мозга.

В связи с чем, актуальным явилась сравнительная оценка изменений уровня эндогенного белка 8-1 оор при воздействии химических и физических факторов у работающих и у экспериментальных животных.

МЕТОДИКА

Проведено лабораторно-иммунологическое обследование работающих (мужчины) в условиях воздействия паров металлической ртути на заводе ОАО «Саянскхимпласт». I группу 30 человек (средний возраст 44,8 ±1,5 лет) составили здоровые работающие, II «группа риска» — 21 человек (средний возраст 49,2 ± 1,2 лет), в которую входили работающие в условиях воздействиях ртути 10 и более лет, III группа — 19 человек с хронической ртутной интоксикацией (средний возраст 49,2 ±1,2 лет). Обследованы — 15 мужчин (средний возраст 45 ± 1,4 лет), работающих на ТЭЦ-10 (слесари-ремонтники, слесари по обслуживанию

оборудования, обходчики котлов, машинисты энергоблоков, электромонтеры) в контакте с шумом 10 и более лет, условия труда которых характеризуются высокими уровнями шума — до 100 дБА [3].

Кроме того, нами был определен белок 8-100р у экспериментальных животных после воздействия сулемы (соль ртути) и шума. Эксперименты были проведены на базе научно-исследовательского института медицины труда и экологии человека АФ ВСНЦ ЭЧ СО РАМН в соответствии с приказами Минвуза СССР №742 от 13.11.84 г. «Обутверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» и № 48 от 23.01.85 г. «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных» В.А. Панковым и А.В. Лизаревым. Материалом для исследования послужила сыворотка периферической крови 76 беспородных крыс-самцов весом 160 — 200 г. Для проведения экспериментальных исследований сформировано четыре группы животных. Животные подвергались воздействию шума по 4 часа в день ежедневно в течение 2, 4, 8, 16 недель. Уровни воздействующего шума составили 100 Дб. Контрольные группы не подвергались воздействию шума.

Эксперимент по введению сулемы выполнен в лаборатории токсикологии (зав. лабораторией — Л.М. Соседова) на 33 беспородных крысах, которым вводили сулему. Введение сулемы осуществлялось подкожно в физиологическом растворе (0,05 мл / 100 г массы), из расчета 0,05 мг ртути на 100 г массы животного ежедневно по 5 дней в неделю в течение 6 недель. Белые крысы содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище. Первая точка обследования была через 3 недели после начала введения сулемы. Была взята кровь после декапитации у 6 животных. Вторая точка обследования — через 5 недель от начала экспозиции. Взята кровь у 6 опытных крыс. Третья точка — через 7 недель, 6 экспериментальных животных. Отдельную группу составили животные в постконтактном отдаленном периоде. Это животные, кровь которых была отобрана через 30 дней после прекращения введения сулемы.

Определение содержания эндогенного белка 8-100р проводили твердофазным иммунофермент-ном методом, используя реактивы фирмы СапАд (Швеция). Стандарты и образцы пациентов инкубировали вместе с биотинилированными анти-8-100 моноклональными антителами (полученными из мыши) в покрытых стрептавидином ячейках микропланшета. В процессе инкубации белок 8-100, содержащийся в стандартах или образцах пациентов, адсорбируется на покрытых стрептавидином ячейках микропланшета с биотинилированными анти — 8-100 моноклональными антителами. Стрипы затем промывают и инкубируют с пероксидазой хрена, меченной анти-8-100 моноклональными антителами. После промывки в каждую ячейку добавляют буферный субстрат, проходит ферментная реакция. В процессе реакции развивается голубая окраска, если присутствует антиген. Интенсивность окраски пропорциональна количеству антигена 8-100, при-

сутствующему в образце. Интенсивность окраски измеряют на микропланшетном ридере при длине волны 405 нм после добавления стоп-раствора. Стандартные кривые строят для каждого анализа в координатах — оптическая плотность против концентрации для каждого стандарта. Концентрацию 8-100 в образцах пациента рассчитывают с помощью ридера со встроенной программой обработки данных. Использовали метод построения кривой гладкий сплайн.

Статистическую обработку результатов осуществляли при помощи ППП «8ТАТ18Т1КА5.5». Для обследованных групп вычисляли средний уровень белка8-100р (М) и стандартное отклонение (8). Достоверность различий между группами оценивали с помощью параметрического критерия Стьюдента (Ц. После проверки гипотезы о нормальности распределения (тест Левена) был использован тест Краскела — Уоллиса, для последующего попарного сравнения количественных показателей — 11-критерий Манна — Уитни. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты исследований позволяют констатировать наиболее выраженное повышение содержания эндогенного белка 8-100В в сыворотке крови у больных с хронической ртутной интоксикацией (95,60 ± 5,61 нг/лпротив 64,93 ± 2,68нг/лу здоровых работающих; р < 0,05). У стажированных работающих в условиях воздействия ртути, также отмечено достоверное повышение указанного показателя до 83,38 ± 4,64 нг/л относительно группы здоровых работников (64,93 ± 2,68 нг/л, р < 0,05) (рис. 1).

Сопоставляя показатели белка 8-100р у стажированных работающих в контакте с парами металлической ртути («группа риска») и стажированных работающих в условиях воздействия шума обращает на себя внимание тот факт, что уровень белка 8-100р при воздействии шума был почти в 2 раза ниже (49,30 ± 12,31 нг/л), чем у работающих в контакте с ртутью (83,38 ± 4,64 нг/л) (рис. 2). Данный факт, по-видимому, можно объяснить тем, что ртуть, являясь нейротропным ядом, непосредственно действует на клетки мозга.

В связи с этим, интересно было сравнить изменения уровня белка 8-100р при воздействии соли ртути и шума в эксперименте. Оценка изменений содержания эндогенного белка 8-100р при воздействии сулемы (соли ртути) на крыс в динамике показала достоверное увеличение белка 8-100р в сыворотке крови животных относительно группы животных, получавших дозу сулемы в течение 3-х недель (показательсоставил 1019,11 ±205,17нг/л). Через 7 недель после затравки сулемой содержание белка 8-100р в сыворотке достоверно снизилось до 307,39 ± 191,25 нг/л (р = 0,03). Не исключено, что снижение белка можно объяснить срывом компенсаторно-приспособительных механизмов. В восстановительный период содержание белка 8-100р в сыворотке крови увеличилось и составило 1247,5 ± 449,59 нг/л (р = 0,89), относительно фо-

Здоровые работающие

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Рис. 2. Уровень эндогенного белка Б-100В при воздействии паров металлической ртути и шума: * - различия достоверны при р < 0,05.

"Группа риска"

0 20 4 0 60 80 1 00 1 20

Рис. 1 .Уровень эндогенного белка Б-100(3 при воздействии паров металлической ртути на работающих в условиях производства: * - различия статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с группой здоровых работающих.

металлической ртути

"Группа риска" в контакте с шумом

Работающие "группы риска" в контакте с парами

новых значений (рис. 3). Полученные результаты, по-видимому, свидетельствуют о стадийности изменений исследуемого показателя при воздействии нейротоксикантов. Наши данные согласуются с результатами Е.А. Титова [5], который исследовал функциональное состояние нейронов, с помощью иммуногистохимического анализа экспрессии ней-роспецифических белков 8-100. Им показано резкое снижение экспрессии 8-100 при воздействии паров металлической ртути в первый срок обследования, в отдаленном периоде, экспрессия возрастала, но все же оставалась ниже контрольных значений.

Результаты исследований влияния шума на экспериментальных животных показали, что средние уровни эндогенного белка 8-100р имеют тенденцию к повышению при увеличении длительности воздействия шума на экспериментальных животных. К 16 неделям воздействия средний уровень эндогенного белка 8-1 ООр увеличивается в 2 раза по отношению к среднему уровню в группе животных после 2 недель воздействия шумом. Этот процесс можно объяснить действием шума как стресси-

рующего фактора. Результаты экспериментальных исследований подтверждают более выраженное действие на нервную систему ртути. Следует отметить, что концентрация белка Б-100р у крыс под воздействием шума повышается в более поздние сроки. Об этом свидетельствуют экспериментальные исследования, которые показали достоверное повышение концентрации белка Б-ЮОр у крыс при воздействии сулемы в более ранние сроки (через 5 недель), в то время как у животных при воздействии шума повышение отмечалось через 16 недель (рис. 4). Можно предположить, что кратковременное повышение уровня белка Б-100 может оказывать нейротрофическое действие и способствовать, в определенной мере, восстановлению утраченных функций. В то время как длительная гиперпродукция его свидетельствует о развитии патологического процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, результаты сравнительной оценки изменений концентрации эндогенного

Фон 3 недели 5 недель 7 недель 30 недель

Рис. 3. Уровень эндогенного белка Б-1ООр при введении сулемы экспериментальным животным: * - различия статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с фоновыми значениями.

Рис. 4. Уровень эндогенного белка 8-1 ООр при воздействии шума на экспериментальных животных.

белка Б-100В, индуцированных воздействием химических и физических факторов, дают основание признать значимую роль белка Б-ЮОр в процессах иммунорегуляции. В то же время, уровень белка Б-ЮОр отражает степень активности патологического процесса. Наглядным примером того является увеличение его концентрации с нарастанием тяжести патологического процесса при воздействии паров металлической ртути на работающих. Определение нейроспецифического белка Б-ЮОр может являться одним из ранних диагностических признаков развития патологического процесса в нервной ткани.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гусев Е.И., Крыжановский Г.Н. Дезрегуля-торная патология нервной системы. — М.: МИА, 2009. - 512 с.

2. Жданов Г.Н., Герасимова М.М. Оценка роли аутоиммунных воспалительных реакций в патогенезе церебральной ишемии // Неврологический вест. - 2003. - Т. 35, №3-4. - С. 13-17.

3. Панков В. А. и др. Оценка условий труда, состояния здоровья и профессионального риска рабочих, подвергающихся воздействию физических факторов производственной среды // Бюллетень ВСНЦ. - 2003. - №2. - С. 62-64.

4. Полетаев А.Б. Физиологическая иммунология. - М, 2011. - С. 103.

5. Титов Е.А. Морфофункциональные нарушения в ткани головного мозга белых крыс при экспериментальной интоксикации парами металлической ртути и сулемой // Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов: матер, конференции. — Новосибирск, 2011. - С. 214-215.

Сведения об авторах

Бодиенкова Галина Михайловна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая лабораторией иммунологии Ангарского филиала ВСНЦ экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека

Боклаженко Елена Валерьевна - кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории иммунологии Ангарского филиала ВСНЦ экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека