CC BY
53
УДК 616.017.1-057
ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО ОТВЕТА У РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПЫЛИ
Б.Б.Фишмаи, В.Г.Артамонова*, О.К.Лежнев**, А.С.Раздобреев***
Институт медицинского образования НовГУ, [email protected] *Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И.Мечникова **Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
по Санкт-Петербургу
***Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
по Московской области
Представлен анализ изменений в клеточном звене иммунитета у работающих в условиях высокой запыленности рабочей зоны. Установлено достоверное снижение относительного содержания CD3-клеток в периферической крови обследованных, дефицит CD-4 и CD-8 клеток с одновременным снижением функциональной активности T-лимфоцитов, а также напряжение защитной киллерной функции лимфоцитов у высокостажированных рабочих. Выявлен дисбаланс концентрации основных классов сывороточных иммуноглобулинов. Показано, что преимущественная гиперпродукция иммуноглобулина класса а является весьма характерной для развития именно пылевых заболеваний легких.
Ключевые слова: запыленность воздуха рабочей зоны, гуморальный и клеточный иммунитет
The analysis of changes in a cellular part of immunity in people working under the conditions of a high dust content in a working zone is provided. A significant reduction in the maintenance of CD3 cells in peripheral blood of the surveyed subjects, the deficiency of CD4 and CD8 cells with simultaneous reduction in functional activity of Т-lymphocytes and also the stimulation of protective killer function of lymphocytes in those workers who have long period of service are found out. The concentration imbalance of the basic classes of serum immunoglobulin is discovered. It is shown that primary hyper-production of the a-class immunoglobulin is a sign of the dust disease germination.
Keywords: dust content in the working zone air, humoral and cellular immunity
Введение
Многочисленные исследования свидетельствуют о важной роли в патогенезе пылевой бронхолегочной патологии иммунологических механизмов [1-4]. При нарушении гомеостаза одной из первых реагирует иммунокомпетентная система [4-6]. Первичные механизмы очищения органов дыхания от пылевых частиц связаны с моноцитарно-макрофагальной системой клеток как передней линией иммунной защиты. Образование активных форм кислорода с развитием в кониофагах энергодефицитного состояния и внутриклеточной гипоксии приводит к ослаблению функции киллинга и деструкции со стороны фагоцитирующих клеток при одновременном снижении гуморальных факторов неспецифической защиты [5-9]. Это определяет неэффективность антимикробного иммунитета в первую очередь при воздействии высокофиброгенных пылей, содержащих диоксид кремния со свойствами иммунологического адъюванта [3,10,11].
Накопление метаболических продуктов распада клеток является мощным антигенным стимулом, определяющим аутоиммунные механизмы развития пылевых заболеваний легких [12].
Задачей настоящего исследования являлось изучение иммунологической реактивности организма в условиях воздействия производственной фиброгенной пыли с целью выявления ранних иммунологических критериев формирования бронхолегочной патологии.
Материалы и методы исследования
Изучение иммунного статуса проводилось у рабочих ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров» на базе клиники профессиональных болезней Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И.Мечникова с использованием комплекса методов 1 и 2 уровня, характеризующих параметры основных систем иммунитета.
Функциональная активность Т-лимфоцитов оценивалась по реакции торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ) в пятиканальных кассетных медицинских капиллярах с фитогемогглютинином (ФГА) и подсчетом индекса миграции (ИМ). При оценке В-системы проводился подсчет абсолютного и относительного количества В-лимфоцитов (ЕАС-РОК) с активированными комплементом частицами зимозана [4]. Функциональная активность В-лимфоцитов оценивалась по концентрации сывороточных иммуноглобулинов основных классов А, М и G в реакции иммунодиффузии по Манчини [13]. Уровень циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке определялся по методике Ю.А.Гриневича и А.Н.Алферова [4]. Определялись различные субпопуляции Т-лимфоцитов по нагрузочному тесту с теофиллином (теофиллинчувст-вительные и теофиллинрезистентные лимфоциты) [4]. Неспецифическая резистентность оценивалась по количеству нейтрофилов фагоцитирующих частиц латекса (фагоцитарное число (ФЧ)), по среднему количеству частиц латекса, поглощенных одним нейтрофилом (фагоцитарный индекс (ФИ)).
Для характеристики функционального состояния лимфоцитарной и Т-систем иммунитета определяли активность спонтанной миграции мононуклеаров, лимфоцитов и моноцитов, активность локомоторной функции мононуклеаров в РТМЛ, стимулированной ФГА, характеризующих неспецифическую медиатор-ную активность, в основном Т-лимфоцитов [4].
Для характеристики функционального состояния В-системы иммунитета определяли концентрацию иммуноглобулинов А, М, G в плазме крови по Манчини и концентрацию циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК).
По возрасту все работники были разбиты на 4 группы: первая — до 20 лет, вторая — 20-29 лет, третья — 30-39 лет, четвертая — 40-49 лет и более.
По стажу выделяли следующие группы: от 1 до 5 лет работы в данной профессии, от 5 до 10 лет, от 10 до 15 лет, 15 лет и более. Были сформированы три группы в соответствии с единым технологическим процессом, наличием общих неблагоприятных производственных факторов и сходным характером труда.
1. Группа риска, в которую вошли лица с начальными признаками патологии органов дыхания.
2. Больные с хроническими проявлениями респираторной патологии, которым при настоящем обследовании или ранее были выставлены диагнозы как профессионального, так и непрофессионального гене-за (хронический бронхит, бронхиальная астма, пнев-мокониоз, а также другие заболевания бронхолегочного аппарата).
3. Практически здоровые (группа контроля).
Математико-статистическая обработка осуществлена на базе параметрической статистики, причем в случае использования критерия Стьюдента применялась поправка Бонферрони.
Результаты исследования и их обсуждение
При оценке клеточного звена иммунитета работающих выявлено достоверное снижение относительного количества CD3-клеток у рабочих 1 и 2 групп, которое составило соответственно 67,2±1,8% и 65,7±1,9% при контроле 71,2±0,52% (табл.1).
Анализ относительного содержания CD3-клеток в зависимости от стажа работы на предприятии показал достоверное различие между содержанием CD3-клеток у низкостажированных (до 5 лет) и высокостажированных рабочих (более 21 года) (табл.2).
Установлено достоверное различие в содержании CD4-клеток у обследованных 1 и 2 групп при сравнении с показателями контрольной группы (43±1,1%; 37,9±2,4%; 45,3±0,27% соответственно). Кроме того, отмечалось достоверное различие в содержании CD4-клеток у рабочих со стажем работы до 5 лет (48,86±1,24%) и у работающих со стажем более 21 года (39,9±2,6%).
Изменение содержания CD4-клеток у работающих в зависимости от стажа работы имело сложный характер: при стаже до 5 лет относительное содержание CD4-клеток было достоверно выше контроля (48,86±1,24%), что указывало на активацию иммунной системы работающих в условиях воздействия антигена — высокофиброгенной пыли. Затем наметилась тенденция к снижению количества CD4-клеток у рабочих со стажем 5-10 лет и 11-20 лет, достигшая своего минимума у высокостажированных рабочих (свыше 21 года) — 39,9±2,6%, при контрольном показателе 45,3±0,27%. Это свидетельствует о декомпенсации защитных механизмов иммунной системы, проявляющейся отсутствием активации макро-
Таблица 1
Показатели субпопуляций лимфоцитов работающих (М ± т), в %
Показатели Т-звена иммунной Г руппы наблюдения
системы 1 группа 2 группа Контрольная
CD3 (зрелые Т-лимфоциты) 67,2±1,8* 65,7±1,9* 71,2±0,52
CD4 (Т-хелперы / индукторы) 43±1,1* 37,9±2,4* 45,3±0,27
CD8 (Т-цитотоксические клетки) 26±1* 27,6±1,8* 23,5±0,23
CD4/CD8 (иммунно-регулярный индекс) 1,69±0,086* 1,42±0,131* 1,91±0,015
CD16 (ЫК-клетки) 18,1±1,3* 14,7±1,18* 11,43±0,41
*Достоверно различимы с контрольной группой (р < 0,05)
Таблица 2
Показатели субпопуляций лимфоцитов обследованных в зависимости от стажа работы (М±т), в %
Показатели Стаж
до 5 лет 5-10 лет 11-20 лет Более 21 года
CD3 70,14±1,22 67,7±1,1 63,6±1,5* 64,9±1,9*
CD4 48,86±1,24 41±2,6* 42,4±1,5* 39,9±2,6*
CD8 22±1,22 16,3±1,3* 14,4±1,2* 13,9±1,2*
CD4/CD8 2,28±0,17 1,6±0,17* 1,64±0,1* 1,54±0,15*
CD16 7,57±0,48 18,9±2,3* 17,6±1,3* 12,9±2,1*
*Достоверно различимы с группой до 5 лет (р < 0,05)
фагов в случае, если затронуты Т-лимфоциты, выполняющие хелперную функцию 1 типа, а также резким снижением активности гуморального иммунитета с образованием плазматических клеток, продуцирующих антиген специфические антитела, если затронуты Т-хелперы 2 типа.
Следует отметить достоверное различие показателей Т-цитотоксических супрессоров (CD8-клеток), осуществляющих противоопухолевый иммунитет, в стажевых группах: если до пяти лет 22±1,22%, то со стажем более 21 года — 13,9±1,2%.
Обращает на себя внимание повышение количества нормальных киллеров (CD16-клеток) как в первой (18,1±1,3%), так и во второй группе (14,7±1,18%) по сравнению с контрольной (11,43±0,41%). Кроме того, отмечается достоверное различие в содержании CD16- клеток у лиц с низким стажем работы (7,57±0,48%) и лиц с высоким стажем (12,9±2,1%). Достоверное снижение ЫК-клеток у лиц с низким стажем возможно связано со значительным апоптозом клеток в результате их гиперфункции.
Изучение гуморального звена иммунной системы лиц, имеющих контакт с высокофиброгенной пылью, содержащей диоксид кремния, выявило достоверное снижение относительного содержания CD19-клеток как у рабочих первой, так и второй групп по сравнению с показателями контрольной группы (см. табл.3).
У рабочих всех стажевых групп содержание CD19-клеток было низким (табл.4). Нами была установлена линейная корреляция (г = 0,44, р < 0,05) между содержанием CD19-клеток и стажем работы в условиях воздействия промышленной пыли.
Таким образом, изучение клеточного иммунитета методом идентификации лимфоцитов и их суб-
популяции с помощью моноклональных антител к их поверхностным дифференцировочным маркерам позволило установить высокую частоту вторичной иммунологической недостаточности, являющейся результатом массивного поступления производственного антигена — промышленной пыли в организм работающих.
Выявлен глубокий дефицит абсолютного содержания клеток разного фенотипа в переферической крови: по общим Т-лимфоцитам (CD3-клетки), иммуннорегуляторным субпопуляциям Т-хелперов и Т-супрессоров (CD4 и CD8 соответственно) при резком дисбалансе иммуннорегуляторного индекса (CD4/CD8) и по В-лимфоцитам фенотипа CD19. При этом наблюдается комбинированный характер вторичного иммуннодефицита — одновременно по Т- и В-лимфоцитам. Обращает на себя внимание тенденция к повышению у высокостажированных рабочих количества нормальных киллеров (CD16), которым отводится важная роль в противоопухолевом иммунитете, т. е. у обследованных имеет место напряжение защитной киллерной функции лимфоцитов в отношении возможных отдаленных предраковых процессов на фоне пневмосклероза от промышленных пылей.
При сравнительном анализе показателей обследованных, работающих в различных условиях интенсивности пыли, были выявлены изменения, которые выражались в повышении уровня иммуноглобулина класса А на фоне достоверно высоких концентраций иммунных комплексов, а также фазовый характер изменений ^ G при сравнении их с контролем. Установлена достоверная прямая линейная корреляция между содержанием ^ А в сыворотке крови обследованных и стажем работы на производстве (г = 0,41, р < 0,05).
Таблица 3
Показатели гуморального ответа у работающих (М ± т)
Показатели В-звена Г руппы наблюдения
1 группа 2 группа Контрольная
CD 19 (В-лимфоциты), % 10,87±0,55* 10,2±0,61* 12,1±0,44
^ А, г/л 2,32±0,07* 2,23±0,11* 1,99±0,04
Ig М, г/л 1,31±0,046* 1,27±0,07* 1,46±0,05
^ G, г/л 11,18±0,074* 12,1±0,09* 11,68±0,23
ЦИК, у.е. 109,76±10,83* 113,18±21,47* 67,23±2,9
*Достоверно различимы с контрольной группой (р < 0,05)
Таблица 4
Показатели гуморального ответа обследования в зависимости от стажа работы (М ± т)
Показатели Стаж
В-звена до 5 лет 5-10 лет 11-20 лет Более 21 года
CD19, % 6,86±0,71 10,9±1,52* 11,53±1,6* 11,9±1,2
Ig А, г/л 2,43±0,18 2,12±0,08* 2,03±0,061* 2,04±0,045*
^ М, г/л 1,51±0,13 1,49±0,12 1,43±0,11 1,2±0,08
Ig G, г/л 14,2±1,21 11,71±0,91 12,44±0,87 10,26±0,94*
ЦИК, у.е. 71,43±9,71 100±10,51* 115,71±11,47* 111,82±10,98*
*Достоверно различимы с группой до 5 лет (р < 0,05)
Заключение
В результате оценки влияния высокой запыленности производства на иммунологическую реактивность рабочих выявлены изменения в клеточном звене иммунитета, проявляющиеся достоверным снижением относительного содержания CD3-клеток в периферической крови обследованных, достоверным дефицитом CD4- и CD8-клеток с одновременным снижением функциональной активности Т-лимфоцитов, а также напряжение защитной киллерной функции лимфоцитов у высокостажированных рабочих. Установлен дисбаланс концентрации основных классов сывороточных иммуноглобулинов. Преимущественная гиперпродукция иммуноглобубина класса А является весьма характерной для развития пылевых заболеваний легких. В условиях запыленности воздуха рабочей зоны слизистые дыхательных путей подвергаются пылевой агрессии и для препятствия процессам адгезии и абсорбции возбудителей и аллергенов синтезируется повышенное количество Ig A плазматическими клетками, находящимися на слизистых эпителиальной поверхности. Разнонаправленные отклонения от нормальных значений концентрации Ig G и, в частности, снижение его свидетельствуют об истощении защитной роли антител этого класса при длительном хроническом аллергенном воздействии на организм работающих.
Перечисленные изменения в гуморальном звене иммунной системы рабочих производства могут свидетельствовать о развитии гиперчувствительности 3-го типа по классификации Coombs, Gell [14].
1. Авербах М.М. Иммунологические аспекты легочной патологии. М.: Медицина, 1980. 280 с.
2. Артамонова В.Г., Фишман Б.Б. Силикатозы (особенности медицины труда, этиопатогенеза, клиника, диагностика, терапия, профилактика). СПб.: Мед. пресса, 2003. 328 с.
3. Измеров Н.Ф., Дуева Л.А., Милишникова В.В. Иммунологические аспекты современных форм пневмокониозов // Медицина труда и промышленная экология. 2000. №6. С.1-5.
4. Петров Р.В. Иммунология. М.:Медицина, 1987. 416 с.
5. Величковский Б.Т. Патогенетическая классификация профессиональных заболеваний органов дыхания, вызываемых воздействием фиброгенной пыли // Пульмонология. 2008. №4. С.93-101.
6. Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология (Роль свободнорадикальных процессов). Изд. 2-е, перераб. и доп. Екатеринбург: МНЦ, 2003. 140 с.
7. Величковский Б.Т., Фишман Б.Б. Каталитические свойства пыли как критерии ее профессиональной опасности // Гигиена и санитария. 2000. №3. С.25-28.
8. Величковский Б.Т., Фишман Б.Б. Фиброгенность пыли высокоглиноземистых муллитовых огнеупоров // Медицина труда и промышленная экология, 2000. №10. С.13-17.
9. Фишман Б.Б., Артамонова В.Г., Величковский Б.Т. Мул-литоз. Т.2 (клиника, патогенез, профилактика). В.Новгород: НовГУ, 1998. 203 с.
10. Артамонова В.Г., Фишман Б.Б., Величковский Б.Т. Новое в учении о пылевой болезни при воздействии муллита // Мед. акад. журн. 2001. Т.1. №1. С.99-106.
11. Фишман Б.Б. Особенности хронических заболеваний легких у рабочих на производстве высокоглиноземистых муллитовых огнеупорных изделий // Медицина труда и промышленная экология. 2003. №7. С.25-29.
12. Фишман Б.Б., Артамонова В. Г., Лашина Е.Л., Вебер В.Р. Клинические особенности заболеваний органов дыхания при воздействии муллитовой пыли // Медицина труда и промышленная экология. 2000. №10. С.17-21.
13. Возрастные нормы показателей реактивности. Метод радиальной иммунодиффузии по G.Manchini et al., 1965 — http://www.imm.org.ua>sprav/norm_01 .htm
14. Gell P.G.H., Coombs R.R.A., eds. Clinical Aspects of Immunology. 1st ed. Oxford, England: Blackwell; 1963.
1.
Bibliography (Transliterated)
Averbakh M.M. Immunologicheskie aspekty legochnojj pa-tologii. M.: Medicina, 1980. 280 s.
2. Artamonova V.G., Fishman B.B. Silikatozy (osobennosti mediciny truda, ehtiopatogeneza, klinika, diagnostika, terapija, profilaktika). SPb.: Med. pressa, 2003. 328 s.
3. Izmerov N.F., Dueva L.A., Milishnikova V.V. Immu-nologicheskie aspekty sovremennykh form pnevmokoniozov // Medicina truda i promyshlennaja ehkologija. 2000. №6. S.1-5.
4. Petrov R.V. Immunologija. M.:Medicina, 1987. 416 s.
5. Velichkovskijj B.T. Patogeneticheskaja klassifikacija professional'nykh zabolevanijj organov dykhanija, vyzyvaemykh vozdejjstviem fibrogennojj pyli // Pul'monologija. 2008. №4. S.93-101.
6. Velichkovskijj B.T. Ehkologicheskaja pul'monologija (Rol' svobodnoradikal'nykh processov). Izd. 2-e, pererab. i dop. Ekaterinburg: MNC, 2003. 140 s.
7. Velichkovskijj B.T., Fishman B.B. Kataliticheskie svojjstva pyli kak kriterii ee professional'nojj opasnosti // Gigiena i sanitarija. 2000. №3. S.25-28.
8. Velichkovskijj B.T., Fishman B.B. Fibrogennost' pyli vysokoglinozemistykh mullitovykh ogneuporov // Medicina truda i promyshlennaja ehkologija, 2000. №10. S.13-17.
9. Fishman B.B., Artamonova V.G., Velichkovskijj B.T. Mulli-toz. T.2 (klinika, patogenez, profilaktika). V.Novgorod: NovGU, 1998. 203 s.
10. Artamonova V.G., Fishman B.B., Velichkovskijj B.T. Novoe v uchenii o pylevojj bolezni pri vozdejjstvii mullita // Med. akad. zhur. 2001. T.1. №1. S.99-106.
11. Fishman B.B. Osobennosti khronicheskikh zabolevanijj legkikh u rabochikh na proizvodstve vysokoglinozemistykh mullitovykh ogneupornykh izdelijj // Medicina truda i promyshlennaja ehkologija. 2003. №7. S.25-29.
12. Fishman B.B., Artamonova V. G., Lashina E.L., Veber V.R. Klinicheskie osobennosti zabolevanijj organov dykhanija pri vozdejjstvii mullitovojj pyli // Medicina truda i promyshlennaja ehkologija. 2000. №10. S.17-21.
13. Vozrastnye normy pokazatelejj reaktivnosti. Metod radial'nojj immunodiffuzii po G.Manchini et al., 1965 — http://www.imm.org.ua>sprav/norm_01 .htm
14. Gell P.G.H., Coombs R.R.A., eds. Clinical Aspects of Immunology. 1st ed. Oxford, England: Blackwell; 1963.
