CC BY
43
Особенности иммунного и микроэлементного статуса детей, проживающих в условиях техногенного воздействия промышленного города
В. В. Малиновская1, О. В. Паршина1, Т. С. Гусева1, Т. А. Чеботарева2, С. К. Каряева3
ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи РАМН, Москва1 ГОУ ДПО РМАПО Росздрава, кафедра детских инфекционных болезней, Москва2 ГОУ ВПО СОГМА Росздрава, кафедра поликлинической педиатрии, Владикавказ3
Целью исследования явилось изучение основных параметров иммунного, интерферонового и элементного статусов здоровых детей, проживающих в г. Владикавказе. В результате показано, что у половины обследованных детей были выявлены лабораторные признаки вторичных иммунодефицитов, преимущественно в клеточном звене иммунитета. Исследование интерферонового статуса выявило значительное снижение резерва гамма-интерферонообразования иммунокомпетентными клетками при признаках экзогенной (антропогенной) хронической индукции системы интерферона, выражающихся повышением концентрации сывороточного ИФН и спонтанной продукции ИФН-гамма. Микроэлементный статус характеризовался выраженным снижением концентрации йода в волосах.
Ключевые слова: дети, иммунитет, интерфероны, микроэлементы, экология УДК 616.935-036.2:313
Контактная информация: Чеботарева Татьяна Александровна — к.м.н., доц. кафедры детских инфекционных болезней с курсом детской дерматовенерологии РМАПО; 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 28, Тушинская детская городская больница; 949-17-22
Peculiarities of immune and microelement status
of children living in conditions of technogenic influence of industrial city
V. V. Malinovskaya1, O. V. Parshina1, T. S. Guseva1, T. A. Chebotareva2, S. K. Karjaeva3
Scientific research institute of epidimiology and microbiology named after N. F.Gamalei of the Russian academy of medical science, Moscow1,
Russian medical academy of postgraduate education of Roszdrav, department of children's infectious diseases, Moscow 2, SOGMA of Roszdrav, department of polyclinic pediatrics, Vladikavkaz 3
The research objective was study of the key parameters, immunity, interferon and element status of healthy children living in Vladikavkaz. As the results show, half of surveyed children showed laboratory signs of secondary immunodeficiencies, mainly in the cellular link of immunity. Research of the interferon status has recorded appreciable depression of the reserve y-interferons syntesis immunocompetent cells at signs of an exogenous (anthropogenous) chronic induction of system of the interferon, expressed by rising of concentration of serumal interferon and spontaneous production of interferon-y The Microelement status was characterised by expressed depression of concentration of iodine in hair. Key words: children, immunity, interferons, microelements, ecology
Характерной чертой, присущей современным городам и промышленным центрам, является высокая концентрация производства и людей на ограниченном пространстве, что определяет одну из основных причин ухудшения состояния городских территорий. В России одним из промышленных городов, где экологическая ситуация отличается крайним неблагополучием, является столица республики Северная Осетия (РСО)-Алания — г. Владикавказ [1, 2].
В силу особенностей гомеостаза, наличия критических периодов роста и развития организм ребенка оказывается наиболее чувствительным к повреждающему действию ксенобиотиков [3, 4]. Антропогенные факторы могут приводить к развитию экологически обусловленного вторичного иммунодефицитного состояния, так как одной из наиболее чувствительных систем организма, чутко реагирующих на контакт с химическими веществами на самых ранних этапах, является система иммунитета. Результатом этих воздействий может быть адаптация иммунной системы или ее дисфункция. Адаптация иммунной системы характеризуется отсутствием клинической симптоматики независимо от изменений количественных и качественных параметров иммунитета. Дисфункция иммунной системы или развитие экологически обусловленного
вторичного иммунодефицитного состояния (ЭОВИДС) — это результат срыва адаптационных механизмов, лежащего в основе экопатологии [5].
Накопление и дефицит химических элементов в окружающей среде являются следствием единого процесса антропогенного воздействия. Химический состав почвы и питьевой воды на территории г. Владикавказа отличается, с одной стороны, повышенным содержанием техногенных элементов (РЬ, Zn, Сс1) и, с другой — недостатком биофильных (Мп, I). РСО-Алания относится к территориям с выраженным дефицитом йода в основных компонентах биосферы (Свириденко Н. Ю., 1999) Так, в пресных питьевых водах, которые используются для водоснабжения г. Владикавказа, концентрация йода составляет не более 0,1 мг/л, а содержание кобальта и меди, участвующих в метаболизме йода, находится на нижней границе нормы [6].
Данные литературы по оценке отдельных параметров иммунной системы здоровых детей [7], проживающих на данной территории, свидетельствуют о существенных различиях с аналогичными параметрами иммунитета здоровых детей, проживающих в благоприятных экологических и геохимических условиях. Проведение комплексного исследования, уточняющего особенности как количе-
Таблица 1. Региональные показатели иммунного статуса детей, проживающих в г. Владикавказе
ственных, так и качественных характеристик системного иммунитета и микроэлементного статуса здоровых детей г. Владикавказа, целесообразно и являлось целью данной работы. Результаты могут быть использованы для разработки региональных референсных интервалов, что позволит улучшить клиническую интерпретацию лабораторных обследований.
Материалы и методы исследования
Исследование параметров иммунного статуса проводилось у 48 здоровых детей в возрасте от 2-х до 6 лет, проживающих в г. Владикавказе.
Иммунологическое обследование проводили с использованием стандартных тестов в соответствии со схемой, рекомендованной ВОЗ.
При оценке клеточного звена иммунитета определяли общее количество лейкоцитов, лимфоцитов, CD3+ клеток, их иммунорегуляторных субпопуляций (CD4+ и CD8+), им-мунорегуляторный индекс (ИРИ — CD4+/CD8+), а также содержание натуральных киллеров (CD16+) методом проточной цитофлуориметрии на приборе FACScan фирмы Becton Dickinson (США) с использованием комбинаций моноклональных антител (МкАТ) к дифференциро-вочным и активационным маркерам, меченных FITC и фи-коэритрином. Готовность клеток к апоптозу определяли с помощью МкАТ CD95+ клеток, экспрессирующих FAS-антиген. Функциональную активность клеточного звена иммунитета оценивали по количеству клеток, экспресси-рующих на поверхности рецептор к IL2 (CD25+).
Состояние гуморального иммунитета оценивали по количеству зрелых В-лимфоцитов (CD 19+) и интегральных показателей их функций: по уровню сывороточных иммуноглобулинов M, G, A (Manchini G. et al., 1 965).
Фагоцитарную активность нейтрофилов крови определяли с использованием убитой взвеси S. aureus. В окрашенных мазках подсчитывали % фагоцитоза, фагоцитарное число, также оценивали завершенность фагоцитоза.
Исследование интерферонового статуса (ИФС) проводили в лаборатории онтогенеза и коррекции системы интерферона УНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи РАМН 40 детям двумя методами: биологическим (предложенным Григорян С. С. с соавторами в 1988 г.) и методом твердофазного ИФА с определением сывороточного интерферона (ИФН) и способности клеток периферической крови к продукции а- и у-интерферона в системе in vitro без стимуляции и в ответ на дополнительный стимул. Для стимуляции продукции ИФН-а применяли вирус болезни Ньюкастла (NDV), а ИФН-у — фитогемагглютинин (ФГА).
Диагностика нарушений минерального обмена включала определение концентраций химических элементов (Fe, I, Си, Zn, Co, Cr, Se, Mn, Li, Si, Ca, P, K, Mg, Na, Al, As, B, Be, Ni, Cd, Pb, Hg, V, Sn) в волосах по методу А. В. Скального — атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной аргоновой плазмой.
Для разработки референсных интервалов показателей использован альтернативный робастный метод, так как число референсных значений было меньше 120 [8— 10].
Статистический анализ проводился в лаборатории медицинской информатики ГУ НИИ неврологии РАМН (руководитель — д. м. н. Реброва О. Ю.).
Результаты и их обсуждение
Анализ показателей клеточного иммунитета здоровых детей выявил 2 варианта реагирования на экологические воздействия. При первом варианте (24 ребен-
Показатель Региональная норма Норма Московского региона
лейк. abs. 9,15 [6,5; 10,4] 6,8-10,0
лимф. % 53 [40; 54] 38-53
лимф. abs. 3,65 [3; 4,92] 2,9-5,1
CD3 % 69,6 [63; 77] 62-69
CD3 abs. 2,82 [2; 3,6] 1,8-3,0
CD4 % 31,5 [31; 32] 30-40
CD4 abs. 1,14 [0,96; 1,52] 1,0-1,8
CD8 % 28 [26; 29] 25-32
CD8 abs. 0,95 [0,87; 1,42] 0,8-1,5
CD4/CD8 1,14 [1,1; 1,16] 1,0-1,6
CD19 % 6,5 [5; 11] 12-22
CD19 abs. 0,31 [0,16; 0,34] 0,3-0,5
CD16 % 10 [10; 11] 8-15
CD16 abs. 0,39 [0,3; 0,49] 0,2-0,6
CD25 % 10 [9; 14] -
CD25 abs. 0,45 [0,3; 0,52] -
CD95 % 4 [3; 6] до 10
CD95 abs. 0,15 [0,1; 0,27] -
igA 1,75 [1,5; 2] 0,88-2,08
IgG 10 [9; 12] 7,0-11,6
IgM 1,2 [1,2; 1,3] 0,22-1,32
ФЧ 53 [46; 62] 70-80
ФИ 6 [5; 7,1] 4-7
ИЗФ 1,9 [1,4; 2,5] > 1
Таблица 2. Показатели интерферонового статуса здоровых детей, проживающих в г. Владикавказе (ИРЛ)
Показатель Собственные данные Норма Московского региона
ИФН сыв. 6 [4; 8] <4
ИФН-а 64 [24; 96] 64-256
ИФН-у 4 [2; 4] 16-64
ка) отклонения в иммунограмме отсутствовали или были незначительными. При втором варианте (24 ребенка) отмечалось достоверно значимое снижение общего количества лимфоцитов (42 [38; 50]) и уровня Т-клеток, несущих CD3+ рецептор — 48,7 [42,7; 54,4]. Субпопуляци-онный состав Т-лимфоцитов также претерпевал ряд изменений, таких как достоверное снижение количества CD4+ и CD8+ позитивных лимфоцитов (28,8 [25,8; 33,2] и 25,1 [22,8; 27,6] соответственно). В то же время достоверно (p < 0,01) повышался уровень CD16+ клеток.
Достоверных изменений по сравнению с общепринятой нормой при первом варианте реагирования иммунной системы на экологические воздействия выявлено не было, но вместе с тем концентрация CD3+ определялась, как правило, на верхнем уровне представленного в литературе спектра.
Изменения клеточного иммунитета при втором варианте реагирования на экологические воздействия иммунной системы здоровых детей касались, кроме этого, функциональных показателей — CD25+ и CD95+ и выражались в их достоверном повышении по сравнению с группой детей, не имеющих изменений в иммунитете (16,6 [13,2; 19,8] против 10 [9; 14] и 9,4 [7,7; 10,8] против 4 [3; 6] соответственно, p < 0,05).
У всех обследованных здоровых детей не отмечалось отклонений в концентрации В-лимфоцитов (CD19+) и интегральных показателей их функций — IgA, IgM, IgG.
Здоровые дети, в целом, характеризовались нормальными показателями системы фагоцитоза: фагоцитарного числа (%), фагоцитарного индекса и завершенности фагоцитоза. Однако, у 7 (20,8%) детей отмечался умеренный дефицит по одному из показателей системы фагоцитоза, причем 5 из них (71,4%) имели снижение функциональной активности фагоцитов в виде незавершенности фагоцитоза. В 8,3% случаев имел место изолированный дефицит фагоцитарного звена иммунитета, а в 12,5% он сочетался с недостаточностью клеточного иммунитета (рис. 1).
Таким образом, выявленные 2 варианта реагирования иммунной системы условно здоровых детей диктуют дифференцированный подход к определению референс-ных интервалов в данном регионе, что согласуется с современной концепцией оценки результатов лабораторных исследований (CALIPER).
По рекомендациям ведущих иммунологов страны (Хаитов Р. М., Пинегин Б. В.) для разработки региональных референсных интервалов нами оценивались показатели иммунной системы детей, проживающих в экологически относительно благополучном районе г. Владикавказа (табл. 1).
Интерфероновая система обеспечивает интегральные взаимосвязи в иммунной системе, координируя пролиферацию, дифференцировку и активацию эффектор-ных клеток иммунитета. Проведенное наряду с оценкой параметров иммунитета исследование интерферонового статуса (ИФС) здоровых детей также выявило некоторые его особенности. Противовирусная активность сыворотки
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
□ Фагоцитарный иммунодефицит
□ Комбинированный иммунодефицит
□ Клеточный иммунодефицит
Рисунок 1. Структура нарушения иммунитета у детей с выявленными изменениями в иммунном статусе (п = 24)
ИФН-а сыв. —•— Здоровые дети г. Владикавказа
Рисунок 2. Параметры интерферонового статуса здоровых детей г. Владикавказа относительно параметров здоровых детей г. Москвы
крови детей, по средним показателям, была достоверно выше аналогичных показателей детей Московского региона. Существенных различий в продукции а-интерферо-на выявлено не было. Значимо у здоровых детей отличалась от нормы продукция лейкоцитами крови у-интерфе-рона в ИРЛ и оказалась сниженной в десятки раз (табл. 2).
Отсутствие референсных интервалов показателей ин-терферонового статуса в биологическом методе не позволяет достоверно оценить полученные результаты исследования. Однако, сравнительный анализ [11] свидетельствует об угнетении у-интерферонообразования при повышении противовирусной активности сыворотки.
Аналогичные изменения ИФС выявлены у обследованных детей методом ИФА. Отмечено повышение уровня спонтанной продукции у-интерферона в 3,5 раза выше по сравнению с нормой — 13,8 [2,5; 19,3] (норма 4 [0; 14]) (p <0,05). Индуцированная продукция у-интер-ферона оказалась, наоборот, значительно сниженной — 48,8 [42,4; 60,6] против 1200 [165; 7450] (p<0,05) (рис. 2). Корреляционный анализ выявил выраженную положительную взаимосвязь между уровнем спонтанной продукции у-интерферона и концентрацией NK-клеток. В условиях постоянного присутствия в окружающей среде стимулирующих интерферонообразование факторов — различных химических соединений, биологически активных веществ и пр., закономерна активация иммунокомпе-тентных клеток in vivo. Об этом свидетельствует установленное нами повышение противовирусной активности сыворотки крови и повышение уровня спонтанной продукции у-интерферона. Однако длительный и мощный прес-
100% 1 90%-80%-70%-60% -50%-40%-30%-20%-10%-0%
□ Си
□ I
□ Со
□ Сг
□ Мп
Рисунок 3. Частота дефицита эссенциальных микроэлементов
синг антропогенных факторов снижает продукцию интерферонов в результате истощения и формирования иммунодефицитного состояния в системе интерферонов.
Таким образом, полученные результаты иммунологических исследований позволяют считать, что у обследованных здоровых детей по средним показателям имеет место различная степень нарушения иммунного статуса от дисфункции до вторичной иммунологической недостаточности с напряженностью процессов иммунного реагирования, нарушением межклеточной кооперации и дефицитом резервных возможностей иммуно-компетентных клеток.
Оценка элементного статуса проводилась по двум параметрам: средним значениям концентрации элементов в волосах и по степени отклонения концентрации микроэлементов от нормы. Интервал от -1 до 1 включал нормативные концентрации от минимально допустимого уровня до максимально допустимого. Отклонением считались величины < -1 и > 1. Степень отклонения приравнивалась к тому, сколько раз концентрация химических элементов отклонялась от нормы.
Статистически значимые различия выявлены по концентрации семи химических элементов: Со, Сг, Си, I, К, Мп, Ыа. Причем, обнаружены как дефицит отдельных элементов — кобальта, йода, хрома, меди и марганца, так и избыточное содержание — натрия и калия.
Токсичные элементы в повышенных концентрациях обнаружены не были.
Дефициты эссенциальных элементов выявлены с разной частотой. У большинства детей они были представлены дефицитом меди (80,9%), йода (76,2%) и кобальта (76,2%). В целом, выявленные дефициты микроэлементов представлены на рис. 3.
Максимальная степень отклонения от нормативных показателей отмечалась в концентрации йода и составляла -3,3 [-3,3; -1,4] что следует рассматривать как манифестирующую форму дисмикроэлементоза.
Другой, встречаемый у обследованных детей, микро-элементоз был представлен минимальными отклонениями от нормы по содержанию меди — 1,2 [-1,4; 1,1]. Одним из основных проявлений дефицита меди является угнетение функций иммунной системы, что согласуется с результатами иммунологического обследования этих детей.
Снижения концентраций кобальта, хрома, марганца, укладывались в отрицательном интервале от 1,1 до 2- кратного отклонения от референсных значений, что позволило отнести их разряду латентных (начальных) проявлений дисмикроэлементозов.
Заключение
Таким образом, установлены следующие особенности иммунного и микроэлементного статуса детей, проживающих в г. Владикавказе.
У 50% обследованных детей регистрируются вторичные иммунодефициты преимущественно в клеточном звене и выражаются в достоверном снижении общего количества лимфоцитов, зрелых Т-лимфоцитов (CD3+) и их субпопуляций (CD4+, CD8+), активацией функциональных показателей — CD25+ и CD95+.
Интерфероновый статус характеризуется повышением концентрации сывороточного ИФН, повышением спонтанной продукции у-ИФН и сниженной способностью лейкоцитов к продукции у-ИФН, подтвержденной с использованием двух методик (ИРЛ, ИФА).
По интегральной оценке выявлены отклонения в микроэлементном статусе в виде значительного снижения концентрации йода (в 1,4—3,3 раза) в волосах у 76,2% обследованных детей, умеренного снижения концентрации меди (в 1,1—1,4 раза) у 80,9%, кобальта, хрома и марганца у 76,2%, 61,9% и 52,4% соответственно.
Выявленные нарушения в иммунном статусе детей, по-видимому, предшествуют срыву компенсаторно-адаптационных механизмов организма, приводящему к повышенной инфекционной заболеваемости, формированию хронических инфекционно-воспалительных заболеваний.
Разработанные референсные интервалы лабораторных показателей системного иммунитета здоровых детей рекомендуются для использования в данном регионе при клинической интерпретации исследований врачами педиатрами, детскими инфекционистами и клиническими иммунологами.
Литература:
1.
Ревич Б. А. «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России. — М.: Акрополь. — 2007. — 192 с.
Менчинская О. В. Эколого-геохимические аспекты техногенного загрязнения металлургических центров (На примере Владикавказа): Автор. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. — Москва, 2004.
Римарчук Г. В. Оздоровление детей в районах экологического неблагополучия. — 1999. — Т. 7. — № 11. — С. 500—505. Вельтищев Ю. Е. Экопатология детского возраста // Педиатрия. — 1 995. — № 4. — С. 26—33.
5. Черешнев В. А. Экология, иммунитет, здоровье // Известия уральского государственного университета. — 2000. — № 19.
6. Василиади Г. К. Экология и проблема щитовидной железы / Г. К. Василиади, В. Б. Цогоев, С. Ч. Савхалова // Вестник МАНЭБ. — 2002. — № 2. — С. 42—47.
7. Дзеранова Р. Г. Особенности клинико-иммунологической и ал-лергологической характеристики детского населения Северной Осетии: Автореф. дисс. ... к.м.н. — Москва, 2004. — 22 с.
2
3.
4
8. Джанг Б. Референсные интервалы лабораторных исследований в педиатрии: проект КАЛИПЕР / Б. Джанг, Х. Адели // Вопр. диагностики в педиатрии. — 2009. — Т. 1. — № 3. — С. 6—13.
9. Horn P. S., Pesce A. J. Reference intervals / A User's Guide. — Washington. — 2005.
10. Canadian Laboratory Initiative on Pediatric Reference Interval Database (CALIPER): Pediatric Reference Intervals for an Integrated Clin-
ical Chemistry and Immunoassay Analyzer, Abbott Architect ci8200 / М. Chan et al. // Clin. Biochem. — 2009. — V. 42. — P. 885—891.
11.Асламазян Л. К. Современные подходы к терапии папилломавирусной инфекции кожи в детском возрасте / Л. К. Асламазян, Л. С. Намазова, Л. П. Мазитова // Вопр. совр. педиатрии. — 2006. — № 5. — С. 51—55.
Концептуальный подход к назначению пробиотиков-синбиотиков у детей
Л. Н. Млзднковд, И. Н. Захарова, Ю. А. Дмитриева
ГОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования Росздрава, Москва
В статье освещены современные представления о значении нормальной микрофлоры для организма, процессах ее становления и способах коррекции возможных нарушений. Приведены результаты современных исследований в отношении эффективности и безопасности применения различных пробиотических штаммов у детей раннего возраста. Особое внимание уделено возможностям использования синбиотических препаратов как оптимального средства воздействия на состояние микробиоценоза кишечника в данной возрастной группе. Ключевые слова: микробиоценоз, дети, пробиотики, синбиотики
УДК 615.33-053
Контактная информация: Мазанкова Людмила Николаевна — д.м.н., проф., зав. кафедрой детских инфекционных болезней с курсом детской дерматовенерологии РМАПО; 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 28, Тушинская детская городская больница; 949-17-22
Conceptual approach то administrate probiotics-synbiotics in children
L. N. Mazankova, I. N. Zaharova, J. A. Dmitrieva
Russian medical academy of postgraduate education of Roszdrav, Moscow
In the article the modern representations about the value of normal microflora in an organism, processes of its formation and ways of correction of possible disturbances are revealed. Results of modern research show the efficiency and safety of the application of various probiotic strains in young children. Special attention is given to the possibilities of synbiotic preparations as optimal treatment of the condition of a microbiocenosis of an intestine in the given age group. Key words: microbiocenosis, children, probiotics, synbiotics
Нормальная аутофлора кишечника представляет собой сложную ассоциацию микроорганизмов, влияющих на жизнедеятельность друг друга и находящихся в постоянной взаимосвязи с организмом хозяина [1]. Между макроорганизмом и кишечной микрофлорой в процессе эволюции установились сбалансированные взаимовыгодные отношения. Присутствие индигенной флоры необходимо для переваривания и усвоения пищи, продукции витаминов, созревания и нормального функционирования иммунной системы. Благодаря нормальной кишечной аутофлоре происходит эндогенный синтез многих витаминов (никотиновая и фолиевая кислоты, тиамин, биотин, цианкобаламин, витамины К, С), а также улучшается всасывание витаминов D и Е, поступивших в организм с пищей.
Эпителий кишечника формирует непроницаемый барьер для инвазии патогенных и условно-патогенных микроорганизмов благодаря секреторному иммуноглобулину А и слою слизи, выстилающей весь пищеварительный тракт от ротовой полости до прямой кишки. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) посредством короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), продукции бактериоцинов, перекиси водорода подавляет
рост патогенной флоры, оказывает стимулирующее антигенное воздействие на слизистую кишечника и потенцирует созревание механизмов общего и локального иммунитета, стимулируя синтез иммуноглобулинов, проперди-на, комплемента, лизоцима. С помощью иммунной системы кишечника происходит формирование не только местного иммунного ответа, но и иммунологической толерантности. В настоящее время доказано различие состава кишечной микрофлоры здоровых детей и детей, склонных к аллергии [2].
Становление и развитие желудочно-кишечной экосистемы начинается с момента рождения и меняется с возрастом. Во время внутриутробного развития желудочно-кишечный тракт стерилен. К концу беременности вагинальная микрофлора женщины изменяется, в ней доминируют лактобактерии, что защищает плод от контаминации условно-патогенными микроорганизмами в момент прохождения через родовые пути матери. В работах Вауэ1оп R. е1 а1. (1984) показано, что у детей с врожденной атрезией пищевода продолжительное время фекалии остаются стерильными [3]. У детей, родившихся путем кесарева сечения, часто происходит контаминация ЖКТ но-
