CC BY
30
8. Назарова Е.В., Жукова Е.А., Кузмичев Ю.Г. Состояние и динамика здоровья детей, посещающих дошкольные образовательные учреждения. Здравоохранение Российской Федерации. 2013; 1: 40-2.
9. Пивоваров Ю.П. Гигиена. В 2-х томах. Том 2. М.: Академия; 2013.
10. Рахманин Ю.А., Синицина О.О. Состояние и актуализация задач по совершенствованию научно-методических и нормативно-правовых основ в области экологии человека и гигиены окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 5: 4-11.
11. Степанова М.И. К вопросу о нормировании наполняемости дошкольных групп. Санэпидемконтроль. 2012; 4: 14-9.
References
1. To the Prosecutor General of the Russian Federation about SanPiNs changes concerning maximum representation of groups in kindergartens from social movement «Affordable preschool education for Russian children». Available at: http://rdddo.ru/ novosti/473 (in Russian)
2. Kuchma V.R. Health of Children and Adolescents [Zdorov'e detey ipodrostkov]. Moscow: GEOTAR-Media; 2010. (in Russian)
3. Kuchma V.R. Health protection of children and adolescents in the National strategy of action for children for 2012-2017. Voprosy shkol'noy i universitetskoy meditsiny i zdorov'ya. 2013; 1: 4-9. (in Russian)
4. Kuchma V.R., Steblina N.A., Milushkina O.Yu., Bokareva N.A.
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(1)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-63-65
Оriginal article
Comparative retrospective analysis of the physical and biological development of schoolchildren in Moscow. Gigiena i sanitariya. 2012; 4: 47-51. (in Russian)
5. Luriya A.R., Zankov L.V Guidance Manual on Pre-school Children Psychognosis [Metodicheskoe posobie po psikhodiagnostike detey doshkol'nogo vozrasta]. M.; 1996. (in Russian)
6. Marinina P.R. New sanitary and epidemiological requirements for pre-school establishments. Sanepidemkontrol'. 2013; 6: 125. (in Russian)
7. Methodological Guidelines of the State Committee on Sanitary and Epidemiology Surveillance of the Russian Federation "Assessment of physical development and health of children and adolescents, the study of medical and social causes of health deviances." Moscow; 1996. (in Russian)
8. Nazarova E.V., Zhukova E.A., Kuzmichev Yu.G. State and dynamics of the health of children, who attend pre-school establishments. Zdravookhranenie Rossiyskoy Federatsii. 2013; 1: 40-2. (in Russian)
9. Pivovarov Yu.P. Hygiene [Gigiena]. In 2 vols. Vol. 2. Moscow: Akademiya; 2013. (in Russian)
10. Rakhmanin Yu.A., Sinitsina O.O. Status and actualization of tasks to improve the scientific-methodological and regulatory frameworks in the field of human ecology and environmental hygiene. Gigiena i sanitariya. 2013; 5: 4-11. (in Russian)
11. Stepanova M.I. On the question of standardization of pre-school groups representation. Sanepidemkontrol'. 2012; 4: 14-9. (in Russian)
Поступила 17.06.15
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.31:546.42]-078.33-053.2
Старкова К.Г.1, Долгих О.В.12, ДиановаД.Г.1, Лебедева Т.М.3
ИММУНОМОДУЛИРУЮЩИЕ ЭФФЕКТЫ У ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТРОНЦИЯ ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ С ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ
'ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь; 2ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 614990, Пермь; 3ГБОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России, 614000, Пермь
Исследование особенностей иммуномодулирующих эффектов у детей в условиях внешнесредовой экспозиции стронцием выявило снижение показателей фагоцитоза, продукции сывороточных IgG и IgM, уровня экспрессии CD95+- Т-клеточных рецепторов, а также повышение содержания специфических IgG к стронцию, ци-токинового медиатора фактора некроза опухолей и изменение соотношения иммунных регуляторов остео-метаболизма -RANKL и остеопротегерина.
Ключевые слова: стронций; иммунная регуляция; маркеры эффекта.
Для цитирования: Старкова К.Г., Долгих О.В., Дианова Д.Г., Лебедева Т.М. Иммуномодулирующие эффекты у детей в условиях воздействия стронция при поступлении с питьевой водой. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 63-65. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-63-65.
Starkova K.G.1, Dolgikh O.V.12, Dianova D.G.1, Lebedeva T.M.3
IMMUNOMODULATORY EFFECTS IN CHILDREN IN CONDITIONS OF THE EXPOSURE TO STRONTIUM DUE TO INTAKE WITH DRINKING WATER
1Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies", Perm, Russian Frderation, 614045; 2Petm State National Research University, Perm, Russian Federation, 614990; 3Perm State Medical University named after academician E.A. Wagner, Perm, Russian Federation, 614000
The study of the immune regulation in children living under conditions of exogenous strontium exposure revealed a decrease in phagocytosis, production of serum IgG and IgM, the expression level of CD95+ T- cell receptors, as well as the elevation of specific IgG to strontium and cytokine tumor necrosis factor and the change in the balance of immune osteometabolism regulators RANKL and osteoprotegerin.
Keyworlds: strontium, immune regulation, effect markers.
For citation: Starkova K. G., Dolgikh O.V., Dianova D. G., Lebedeva T. M. Disorders of lipid and carbohydrate metabolism in children consuming drinking water of a non-normative quality on the content of organochlorines. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(1): 63-65. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-63-65.
For correspondence: Oleg V. Dolgikh, E-mail: [email protected]
Received 19.06.15
Для корреспонденции: Долгих Олег Владимирович, д.м.н., профессор; зав. отделом иммунобиологических методов диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь, E-mail: [email protected].
дигиена и санитария. 2016; 95(1)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-63-65
Оригинальная статья
Нарушения иммунного статуса, возникшие в результате химического загрязнения водной среды, имеют особое значение для детского населения, отличающегося повышенной чувствительностью к химическим токсикантам [1-3]. Длительное поступление повышенных количеств стронция в районах биогеохимических стронциевых провинций приводит к серьезным нарушениям минерального обмена [4]. В то же время низкодозированный стронций оказывает воздействие на формирование костной ткани, вызывая усиленную дифференциацию остеобластов [5, 6]. Полагают, что характер ремоделирования костной ткани определяется балансом между продукцией КЛЖЬ (рецептор-активатор ядерного фактора кВ) и OPG (цитокин из семейства фактора некроза опухолей) [2, 7]. У детей с нарушениями показателей костного метаболизма и проявлениями аллергии наблюдается повышение концентрации ФНОа в сыворотке крови в 1,5 раза [8]. «Патологическая» активация Т-лимфоцитов в условиях дисбаланса «про-воспалительных» и «противоспалительных» цитокинов в состоянии индуцировать нарушение обмена костной ткани [9].
Актуальной задачей является формирование обоснованного перечня иммунологических маркеров эффекта, характеризующих повышенную специфическую чувствительность к стронцию в условиях его поступления с питьевой водой [1, 4-6, 10-12].
Цель работы - выявить особенности иммуномоду-лирующих эффектов у детского населения, проживающего в условиях поступления стабильного стронция с питьевой водой (на примере Пермского края).
Изменение иммунных показателей у детского населения в условиях воздействия стронция
Показатель
Группа контроля (n = 51)
Группа наблюдения (n = 27)
Материалы и методы
В результате обследования детского населения школьного возраста была сформирована группа наблюдения, которую составили 37 детей в возрасте от 8 до 11 лет (17 мальчиков и 20 девочек, средний возраст 9,85 ± 0,49 года), постоянно проживающие в эндемичной зоне Пермского края, характеризующейся повышенным содержанием стронция в подземных водах. Группа контроля представлена 51 ребенком (25 мальчиков и 26 девочек, средний возраст 9,52 ± 0,25 года), посещающим средние общеобразовательные учреждения Пермского края, расположенные вне зоны стронциевой геохимической эндемии. Группы были сопоставимы по соматической заболеваемости и этнической принадлежности.
Особенности иммунной регуляции у обследуемого контингента выявляли на основе идентификации следующих иммунологических параметров: фагоцитарная активность с использованием в качестве объектов фагоцитоза формалинизированных эритроцитов барана; содержание сывороточных иммуноглобулинов классов А, М, G методом радиальной иммунодиффу-зии по Манчини; уровни IgE общего; маркеры межклеточной иммунной регуляции интерлейкин-17 и фактор некроза опухоли, RANKL (лиганд рецептора активации ядерного фактора каппа-В) и остеопротегерин - методом иммуноферментного анализа с помощью тест-систем на анализаторе El 808IU ("BioTek", США), гиперчувствительность по критерию IgG специфический к стронцию методом аллергосорбентного тестирования. Содержание металлов в биосредах детей идентифицировали методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в соответствии с требованиями СТО М. 12-2013.
Фенотипирование лимфоцитов осуществляли на проточном цитометре FACSCalibur ("Becton Dickinson", США) с использованием универсальной программы CellQuestPrO. Определение популяций и субпопуляций лимфоцитов (CD16+56+, CD19+, CD3+, CD25+, CD95+) проводили методом мембранной иммуноф-люоресценции с применением панели меченых моноклональ-ных антител к мембранным CD-рецепторам, при этом регистрировали суммарно не менее 10 000 событий.
Статистический анализ полученных данных проводили в пакете прикладных программ Statistica 6.0 ("Statsoft", США). Результаты исследований обрабатывали методом вариационной статистики с расчетом средней арифметической и ее стандарт-
CD19+-лимфоциты, абс. 109/л CD19+-лимфоциты, отн. % CD16+56+-лимфоциты, абс. 109/л CD16+56+-лимфоциты, отн. % CD3+CD25+-лимфоциты, абс. 109/л CD3+CD25+-лимфоциты, отн. % CD3+CD95+-лимфоциты, абс. 109/л CD3+CD95+-лимфоциты, отн. % Абсолютный фагоцитоз, 109/л Процент фагоцитоза, % Фагоцитарное число, у. е. Фагоцитарный индекс, у. е. ^О, г/л ^М, г/л ^А, г/л
^Е общий, МЕ/л ^О специфич. к стронцию RANKL, пг/мл Остеопротегерин, пг/мл RANKL/остеопротегерин Интерлейкин-17, пг/мл Фактор некроза опухоли, пг/мл
0,263 ± 0,075 13,125 ± 2,069 0,217 ± 0,071
11 ± 1,672 0,119 ± 0,034
6 ± 0,999 0,245 ± 0,085 12,833 ± 6,206 1,534 ± 0,248 46,918 ± 3,653 0,771 ± 0,087 1,603 ± 0,066 9,399 ± 0,407 1,023 ± 0,056 1,384 ± 0,087
0,386 ± 0,126 13,714 ± 3,322 0,277 ± 0,112 9,714 ± 3,365 0,163 ± 0,046 5,857 ± 1,124 0,357 ± 0,177** 12,286 ± 4,021** 1,2 ± 0,194*/** 39,889 ± 4,557*/** 0,67 ± 0,13** 1,547 ± 0,094 9,058 ± 0,713** 1,141 ± 0,084*/** 1,407 ± 0,185
185,696 ± 51,947 219,619 ± 124,276**
0,127 ± 0,054 6,212 ± 3,803 105,989 ± 19,804 0,06 ± 0,002 1,025 ± 0,152 0,625 ± 0,196
0,142 ± 0,08** 9,736 ± 5,467 93,44 ± 40,652 0,11 ± 0,004* 0,976 ± 0,209 2,643 ± 0,759*
Примечание. * - разница достоверна по сравнению с группой контроля (р < 0,05); ** - разница достоверна относительно референтного уровня (р < 0,05).
ной ошибки. Достоверность различий оценивали с помощью Г-критерия Стьюдента. Различия между группами считали значимыми при р < 0,05.
Результаты и обсуждение
Анализ качества воды хозяйственно-питьевого водоснабжения в пробах, отобранных в детских дошкольных учреждениях на территории наблюдения, показал присутствие стронция до 1,3 ПДК, при этом наблюдалось 9-кратное превышение концентрации стронция относительно территории контроля (8,49 ± 0,38 и 0,91 ± 0,15 мг/л соответственно). Оценка всего спектра макро- и микроэлементного состава питьевой воды, потребляемой детьми исследованных групп, не выявила превышения ПДК ни по одному из анализируемых компонентов, а их концентрации были сопоставимы на сравниваемых территориях, за исключением содержания стронция.
На основании проведенной оценки риска на территории наблюдения для здоровья детского населения установлено, что при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой формируются неприемлемые уровни неканцерогенного риска для костной системы - Н1 = 1,43 и для иммунной системы - Н1 = 1,06 при допустимом значении индекса опасности 1. Основной вклад в показатель индекса опасности для нарушений со стороны костной системы вносит стронций (39,1%).
В крови детей, употребляющих воду с повышенным содержанием стронция, установлен достоверно повышенный уровень данного элемента относительно группы контроля в 3,9 раза (0,125 ± 0,021 и 0,031 ± 0,003 мкг/мл соответственно, р < 0,05) и референтных значений (референтный интервал 0,01-0,077 мкг/см3; р < 0,05).
Клинико-лабораторное обследование состояния здоровья детей показало изменение функциональной активности иммунной системы (табл. 1). Достоверные изменения в группе обследованных детей отмечены в виде супрессорных реакций со стороны
врожденного клеточного иммунитета и снижения активности фагоцитарного звена по критериям «фагоцитарное число», «процент фагоцитоза» и «абсолютный фагоцитоз» (у 74,4, 33,3 и 37% детей соответственно; p < 0,05). Кроме того, сравнительный анализ с аналогичными показателями группы контроля выявил пониженный в 1,2 раза (p < 0,05) уровень относительного и абсолютного количества фагоцитов у обследованных школьников.
Отмечены изменения показателей гуморального иммунитета, которые характеризовались преимущественным дефицитом содержания сывороточных иммуноглобулинов IgG (в 77,8% случаев) и IgM (в 81,5% случаев) относительно физиологической нормы (p < 0,05).
Определение уровней общей и специфической сенсибилизации детского организма выявило повышенный по сравнению с возрастной нормой уровень IgE общего у 51,9% обследованных, кратность превышения нормы составила 2,5 раза (p < 0,05). Однако достоверных различий с группой контроля выявить не удалось. Одновременно в 40,7% случаев установлен достоверно повышенный относительно референтного диапазона уровень специфической сенсибилизации к стронцию по критерию IgG к стронцию (p < 0,05).
Показатели CD-иммунограммы находились в пределах физиологического диапазона, за исключением достоверного снижения абсолютного и относительного содержания активацион-ного маркера CD95+ у 71,4% обследованных детей (p < 0,05), что указывает на процессы перестройки рецепторов иммунокомпе-тентных клеток с признаками угнетения CD95+-Т-лимфоцитов, принимающих участие в активации апоптотического сигнала и запуске летальной программы жизненного цикла клетки.
Идентичность физико-химических характеристик ионов стронция и кальция формирует их конкурентные взаимоотношения в клетке, в частности, оказывает влияние на процессы ремо-делирования костной ткани.
Установлено, что уровень иммунных регуляторов остеоме-таболизма в виде критериального соотношения RANKL/остео-протегерин у школьников группы наблюдения (0,11 ± 0,004 у. е.) был достоверно выше данного показателя контрольной группы (0,06 ± 0,002 у. е.; р < 0,05). Анализ причинно-следственных связей изменения показателей костного метаболизма при возрастании концентрации контаминантов в биологических средах позволил установить достоверное (p <0,05) повышение концентрации RANKL при увеличении концентрации стронция в крови (R2 = 0,80 при p < 0,05). Выявлено изменение содержания про-воспалительных цитокиновых медиаторов интерлейкина-17 и фактора некроза опухоли, принимающих участие в процессах костной резорбции, регулируя экспрессию RANKL. Достоверно в 3,2 раза увеличено содержание фактора некроза опухолей относительно контрольной группы (p < 0,05).
Заключение
Полученные результаты позволили выявить особенности иммуномодулирующих эффектов стабильного стронция у детского населения в условиях его поступления с питьевой водой, характеризующиеся: снижением фагоцитарной активности, дефицитом общего пула антител, недостаточностью проапоптоти-ческого сигналинга по критерию CD95+, повышением специфической чувствительности к стронцию и дисбалансом экспрессии маркеров иммунной регуляции остеометаболизма. В качестве маркеров эффекта воздействия стронция при поступлении с питьевой водой рекомендуется использовать следующие иммунологические показатели: IgG специфический к стронцию, CD95+, отношение уровней лиганда рецептора активации ядерного фактора каппа-В (RANKL) и цитокинового медиатора остеопротеге-рина, фактор некроза опухоли. Ведущим патогенетическим звеном стронцийопосредованных иммуномодулирующих эффектов является дисбаланс цитокиновых остеомедиаторов.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Иссследование не имело спонсорской поддержки.
Литература (п.п. 3, 5, 6, 8, 12 см. References)
1. Рахманин Ю.А., Синицына О.О. Состояние и актуализация задач по совершенствованию научно-методологических и норма-
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(1)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-63-65
Оriginal article
тивно-правовых основ в области экологии человека и гигиены окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 5: 4-10.
2. Полякова Е.В. Кальций-стронциевое отношение в подземных водах как признак экологического неблагополучия. Сергеевские чтения. 2003; 5: 348-51.
4. Судья Д.А., Ластков Д.О. Проблема токсического действия солей стабильного стронция на организм (обзор литературы). Современные проблемы токсикологии. 2013; 3: 55-60.
7. Шварц Г.Я. Остеотропные цитокины семейства TNF и создание нового поколения лекарственных средств для лечения остеопороза. Цитокины и воспаление. 2004; 3 (3): 3-9.
9. Хаитов Р.М., Ильина Н.И., ред. Аллергология и иммунология. Национальное руководство: краткое издание. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2012.
10. Долгих О.В., Зайцева Н.В., Лужецкий К.П., Андреева Е.Е. http://fcrisk.ru/node/867Особенности иммунной и генетической дезадаптации у детей в условиях избыточной гаптенной нагрузки. Российский иммунологический журнал. 2014; 8 (3): 299-302.
11. Ланин Д.В., Зайцева Н.В., Землянова М.А., Долгих О.В., Дианова Д.Г. http://fcrisk.ru/node/832Характеристика регулятор-ных систем у детей при воздействии химических факторов среды обитания. Гигиена и санитария. 2014; 2: 23-6.
References
1. Rakhmanin Yu.A., Sinitsyna O.O. Status and update tasks for improving the scientific and methodological and regulatory frameworks in the field of human ecology and environmental hygiene. Gigiena i sanitariya. 2013; 5: 4-10. (in Russian)
2. Polyakova E.V. Calcium-strontium ratio in groundwater as a sign of ecological trouble. Sergeevskie chteniya. 2003; 5: 348-51. (in Russian)
3. Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public health research. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2011; 8 (5): 1388-401.
4. Cud'ya D.A., Lastkov D.O. The problem of toxic impact of stable strontium slats on human body (review of literature). Sovre-mennyeproblemy toksikologii. 2013; 3: 55-60. (in Russian)
5. Choudhary S., Halbout P., Alander C., Raisz L., Pilbeam C. Strontium ranelate promotes osteoblastic differentiation and mineralization of murine bone marrow stromal cells: involvement of prostaglandins. J. Bone Miner. Res. 2007; 22 (7): 1002-10.
6. Llinas P., Masella M., Stigbrand T., Mrnez A., Stura E.A., Le Du M.H. Structural studies of human alkaline phosphatase in complex with strontium: implication for its secondary effect in bones. Protein Sci. 2006; 15 (7): 1691-700.
7. Shvarts G.Ya. Osteotropic cytokines of TNF family and creation of new generation of drugs for the treatment of osteoporosis. Tsi-tokiny i vospalenie. 2004; 3 (3): 3-9. (in Russian)
8. Banerjee B.D., Chakraborti A., Suke S.G., Ahmed R.S., Tripa-thi A.K. Xenobiotic-induced immune alterations: implication in health and diseases. Indian J. Biochem. Biophys. 2008; 45: 7-15.
9. Khaitov R.M., Il'ina N.I., eds. Allergology and Immunology. National Manual: short edition [Allergologiya i immunologiya. Natsional'noe rukovodstvo: kratkoe izdanie]. Moscow: Geotar-Media; 2012. (in Russian)
10. Dolgikh O.V., Zaytseva N.V., Luzhetskiy K.P., Andreeva E.E. Peculiarities of immune and genetic disadaptation in children in the conditions of excessive haptenic load. Rossiyskiy immuno-logicheskiy zhurnal. 2014; 8 (3): 299-302. (in Russian)
11. Lanin D.V., Zaytseva N.V., Zemlyanova M.A., Dolgikh O.V., Dianova D.G. Characterization of regulatory system in children when exposed to the chemical living environment factors. Gigi-ena i sanitariya. 2014; 2: 23-6. (in Russian)
12. MacGillivray D.M., Kollmann T.R. The role of environmental factors in modulating immune responses in early life. Front. Immunol. 2014; 5: 434.
Поступила 19.06.15
