Особенности развития аллергической реакции в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.017.3:612.43.019.9

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ АВТОТРАНСПОРТА РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

© 2007 г. Р. С. Галиев, С. А. Галиева, Т. И. Худобердиева

Волжский университет им. В. Н. Татищева, г. Тольятти

На экспериментальных животных -половозрелых крысах изучены особенности развития иммунологической, патохимической и патофизиологической стадий аллергической реакции немедленного типа в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности. Показано, что сенсибилизация в условиях воздействия выхлопных газов способствует развитию более сильной аллергической реакции, чем в контроле. Сила реакции при интенсивности воздействия в пределах от слабого до среднего увеличивается, а от среднего до сильного - снижается. Выявлено, что выхлопные газы автотранспорта способствуют развитию более сильной аллергической реакции немедленного типа, чем в контроле. Патохимические и патофизиологические стадии в этих условиях не изменяют интенсивности проявлений. Ключевые слова: выхлопные газы, аллергическая реакция немедленного типа, иммунологическая, патохи-мическая и патофизиологическая стадии.

По данным ВОЗ, аллергические заболевания в большинстве развитых стран входят в число десяти распространенных заболеваний. Мировая информация последних лет свидетельствует не только о широкой распространенности аллергических заболеваний, но и о неуклонной тенденции к росту. Причем в большинстве случаев аллергия протекает по немедленному типу [6, 7, 9].

Одной из основных причин увеличения заболеваемости этой патологией являются условия жизни современного человека, которые изменяют реактивность организма. К этим условиям обычно относят загрязнение окружающей среды, широкое применение химических препаратов в быту и другие [10]. Одним из распространенных источников загрязнения атмосферного воздуха города является автотранспорт [3, 8]. Это особенно характерно для крупных городов, где наблюдается скопление огромного количества машин. Например, в Тольятти, по данным госавтоинспекции, зарегистрировано 250 тысяч автомашин на 800 тысяч жителей, то есть каждый третий горожанин имеет автомашину.

В настоящей работе нами изучены особенности развития иммунологической, патохимической и патофизиологической стадий аллергической реакции немедленного типа на белковый аллерген в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности.

Материал и методы

Исследования были проведены на 92 половозрелых беспородных крысах-самцах массой тела 200—240 г. На них моделировали аллергическую реакцию немедленного типа — активную кожную анафилаксию (АКА). Животные были разделены на 4 группы — контрольную и три опытные, подвергавшиеся воздействию выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности: слабой (1 раз в день по 10 мин — 1 усл. ед.), средней (2 раза в день по 10 мин — 2 усл. ед.) и сильной (3 раза в день по 12 мин — 3,6 усл. ед.). Во время «затравки» концентрацию выхлопных газов в клетках поддерживали на одинаковом уровне, равном 10 ЦДК^, за счет их дозированного поступления и отвода. Контроль за концентрациями газов проводили с помощью газового анализатора ПГА-200.

Продолжительность периодического воздействия выхлопными газами автотранспорта на опытных животных составляла 45 суток. Сенсибилизацию проводили на 30-е сутки овальбумином в смеси с вазелиновым маслом. Через 12 суток после сенсибилизации из хвостовой вены забирали кровь для анализов, а через 15 суток вызывали АКА.

Для характеристики иммунологической стадии аллергической реакции определяли содержание Т- и В-лимфоцитов в периферической

крови [5]; содержание аллергических 1§Е-антител [12, 13]; интенсивности реакции специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ) и реакции специфической агломерации лейкоцитов (РСАЛ) на аллерген [2], фагоцитарную активность нейтрофилов (ФАН), средний фагоцитарный индекс (СФИ) и суммарный эффект фагоцитоза (СЭФ) [4].

Изучение влияния выхлопных газов автотранспорта на совокупность проявлений патохимической и патофизиологической стадий аллергической реакции проводили по схеме, предложенной В. И. Пыцким (1999) [9].

Для исследования влияния выхлопных газов автотранспорта на патофизиологическую стадию использовали кожную гистаминовую реакцию [11].

Все данные подвергнуты вариационно-статистической обработке с помощью программы $1а1§гайс8 3.0.

Результаты и обсуждение

Проведенные исследования показали, что в условиях воздействия выхлопных газов различной интенсивности развиваются аллергические реакции у всех животных, причем более выраженно, чем в контрольной группе (табл. 1). При сильном воздействии выхлопных газов превышение силы реакции относительно контрольного уровня минимально и она ниже, чем при среднем воздействии выхлопных газов.

Таблица 1

Увеличение силы реакции активной кожной анафилаксии

у крыс под воздействием выхлопных газов автотранспорта

различной интенсивности, % по отношению к контролю

Воздействие выхлопных газов

Показатель автотранспорта

Слабое Среднее Сильное

Сила аллергической реакции +29 +62 +24

Известно, что аллергические заболевания или реакции, независимо от условий, в которых они протекают, имеют три стадии развития: иммунологическую, патохимическую и патофизиологическую [9]. Нарушения в любой стадии могут привести к изменению силы аллергической реакции. Поэтому для более полного изучения влияния выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности на развитие аллергических заболеваний исследовали каждую стадию.

Иммунологическая стадия является первой и основной. От нее во многом зависит аллергическая перестройка организма. Основной показатель этой стадии — это синтез «аллергических» антител класса 1еЕ [6, 7].

Исследования показали, что при сенсибилизации в условиях воздействия выхлопных газов наблюдается более высокое содержание в сыворотке крови 1§Е-антител по сравнению с контролем. Причем наименее выраженное повышение его наблюдается при сильном воздействии выхлопных газов (табл. 2).

Причиной, способствующей увеличению содержания 1§Е-антител в сыворотке крови у опытных животных, по-видимому, являются адаптивные изменения в защитных механизмах организма — как в иммунной системе, так и в неспецифических факторах защиты. При сильном воздействии выхлопных газов снижение содержания 1§Е-антител, по-видимому, связано с цитотоксическим действием поллютантов на плазматические клетки, которое может угнетать синтез и секрецию иммуноглобулина.

Таблица 2

Динамика содержания IgE-антител в сыворотке крови у сенсибилизированных крыс под воздействием выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности (Х±т)

Воздействие выхлопных газов

Показатель Контроль автотранспорта

Слабое Среднее Сильное

^Е-антитела,

усл. ед. 15,1±0,8 19,1±1,2* 20,7±1,1* 17,6±0,9***

Примечание. Достоверность различий: * — по отношению к контролю; ** — по отношению к группе со средним воздействием.

Состояние иммунной системы оценивалось по РСЛЛ и содержанию в периферической крови Т- и В-лимфоцитов (табл. 3). Адаптивные изменения в неспецифической защите оценивали по РСАЛ и по ФАН (табл. 3).

Таблица 3

Динамика некоторых показателей иммунной системы и неспецифической защиты организма сенсибилизированных крыс под воздействием выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности, % по отношению к контролю

Показатель

Воздействие выхлопных газов автотранспорта

Слабое Среднее Сильное

Т-лимфоциты -15 -32 -36

В-лимфоциты N N -20

РСЛЛ +36 +86 +108

ФАН +37 N -13

СФИ -13 -29 -23

СЭФ +63 N -34

РСАЛ -15 -31 -40

Примечание. « + », « — » — повышение или понижение показателя; N — отсутствие статистически значимых изменений.

Исследования показали, что выхлопные газы в основном подавляют функциональную активность клеток неспецифической и иммунной защиты. Незначительная стимуляция фагоцитарных показателей в условиях слабого воздействия выхлопных газов, по-видимому, связана с тем, что в условиях периодически возникающей гипоксии в организме стимулируются эволюционно более древние механизмы защиты — неспецифические, в частности фагоцитоз [1].

Таким образом, результаты экспериментальных исследований показали, что сенсибилизация в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта

способствует развитию более сильной аллергической реакции, чем в контроле. Причем сила реакции при воздействии в пределах от слабого до среднего увеличивается, а от среднего до сильного — снижается. Такая динамика реакции определяется сдвигами в системе защиты организма.

Выраженность аллергической реакции, как было отмечено, зависит, кроме иммунологической, еще от двух стадий: патохимической и патофизиологической. Изучение особенностей их протекания показало, что в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности сила проявлений патохимической и патофизиологической стадий в совокупности аллергической реакции немедленного типа имеет такую же интенсивность, как и в контроле (табл. 4).

Таблица 4

Динамика силы реакции пассивной кожной анафилаксии под воздействием выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности (Х±т)

Показатель Контроль Воздействие выхлопных газов автотранспорта

Слабое Среднее Сильное

Сила РПКА, усл. ед. 160,5±11,2 152,7±13,1 141,3±12,3 147,8±10,5

Недостатком этого метода является то, что он не позволяет дифференцированно судить о каждой стадии, так как реакция характеризует их совокупность. Представление об особенностях протекания патофизиологической стадии в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности дает эксперимент с кожной гистаминовой реакцией. Интенсивность проявления кожной гистаминовой пробы под воздействием выхлопных газов автотранспорта достоверно не изменяется по сравнению с контролем (табл. 5).

Таблица 5

Динамика силы кожной гистаминовой реакции под воздействием выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности (Х±т)

Показатель Контроль Воздействие выхлопных газов автотранспорта

Слабое Среднее Сильное

Сила кожной гистаминовой реакции, усл. ед. 346,2±27,1 281,9±20,1 273,4±24,3 306,7±28,0

Таким образом, в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности сила проявления патофизиологической стадии имеет такую же интенсивность, как и в контроле.

Результаты экспериментальной части работы суммированы в табл. 6.

Из данной таблицы видно, что сенсибилизация в ус-

ловиях воздействия выхлопных газов автотранспорта способствует развитию более сильной аллергической реакции немедленного типа, чем в контроле, из-за активации иммунологической стадии, в частности из-за повышенного синтеза 1§Е. Патохимические и патофизиологические стадии в этих условиях не изменяют интенсивности проявлений.

Таблица 6

Особенности развития аллергической реакции немедленного типа под воздействием выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности (по отношению к контролю)

Показатель Воздействие выхлопных газов

Слабое Среднее Сильное

Сила аллергической реакции 00 00 0

Иммунологическая стадия 00 00 0

Патохимическая + патофизиологическая стадии N N N

Патофизиологическая стадия (реакция на гистамин) N N N

Примечание. Повышение или понижение показателя: й, 0 — до 25%; йй, 00 — более 25%; N — отсутствие статистически значимых изменений.

Экспериментальные исследования позволили изучить особенности влияния основных загрязнителей атмосферного воздуха современного промышленного города на развитие аллергических реакций немедленного типа.

Выводы

1. Сенсибилизация экспериментальных животных на фоне периодического воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности приводит к развитию более сильной аллергической реакции, чем в контроле, вследствие активации иммунологической стадии, в частности повышения синтеза IgE-антител.

2. При периодическом воздействии выхлопных газов автотранспорта в сенсибилизированном организме наблюдается снижение: устойчивости лимфоцитов к аллергену, способности нейтро-филов к агломерации на аллерген, содержания Т- и В-лимфоцитов в периферической крови, фагоцитарных показателей нейтрофилов. Эти изменения более выражены при увеличении интенсивности воздействий.

3. Проявления патохимической и патофизиологической стадий аллергической реакции немедленного типа в условиях воздействия выхлопных газов автотранспорта различной интенсивности не отличаются от контроля.

Список литературы

1. Адо А. Д. Вопросы общей патологии / А. Д. Адо. - М. : Медицина, 1985.- 238 с.

2. Алексеева О. Г. Аллергия к промышленным химичес-

ким соединениям / О. Г. Алексеева, Л. В. Дуева // М. : Наука. - 1978. - 312 с.

3. Безуглая Э. Ю. Проблема загрязнения воздуха. Крупнейшие города России / Э. Ю. Безуглая, И. В. Смирнова // Инженерные системы АВОК — 2002. - № 3. — С. 35—36.

4. Бердиев Н. Б. Точная формула для расчета среднего фагоцитарного индекса при учете стадий фагоцитоза / Н. Б. Бердиев, Л. В. Адамчук, Р. С. Галиев // Здравоохр. Таджикистана. — 1990. — № 2. — С. 82—83.

5. Гариб Ф. Ю. Способ определения субпопуляций лимфоцитов / Ф. Ю. Гариб, В. Ф. Гариб, А. П. Ризопулу // Рас-мий ахборотнома (Ташкент). — 1995. — № 2426. — С. 90.

6. Гущин И. С. Немедленная гиперчувствительность (аллергические реакции 1 типа) / И. С. Гущин // Пат. физиол. и экспер. тер. — 1993. — № 2. — С. 54—63.

7. Йегер Л. Клиническая иммунология и аллергология / Л. Йегер. — М. : Медицина, 1990. — Т. 1. — С. 142—175.

8. Онищенко Г. Г. Состояние среды обитания человека и ее влияние на здоровье населения / Г. Г. Онищенко // Эколог. вестн. России. — 2004. — № 1. — С. 3—6.

9. Пыцкий В. И. Аллергические болезни / В. И. Пыцкий, Н. В. Адрианова, А. В. Артомасова. — М. : Медицина, 1999. — С. 217—219.

10. Семенова Н. А. Нет! Аллергии XXI века / Н. А. Семенова. — СПб. : Диля, 2003. — 158 с.

11. Фримель Г. Иммунологические методы / Г. Фримель // М. : Медицина, 1987. — С. 354—365.

12. Koj I. Comparison of gunea pig Ig E antibodies by ELISA with those estimated by passive cuteneous anaphylaxis / I. Koj, I. Akira, Y. Naomi // Int. Arch. Allergy and Appl. Immunol. — 1988. — Vol. 87, N 4. — P. 424—429.

13. Parish W. E. Homologous serum passive cutaneous anaphylactic in guinea pigs mediated by two gamma-type heat-stable globulins and non-gamma-heat labile reagins / W. E. Parish // J. Immunol. — 1990. — Vol. 105. — P. 1296—1298.

PECULIARITIES OF HYPERSENSITIVITY REACTION DEVELOPMENT IN ENVIRONMENT OF VEHICLES EXHAUST GASES OF DIFFERENT INTENSITY

R. S. Galiev, S. A. Galieva, Т. I. Khudoberdieva

Volzhsky University named after V. N. Tatischev, Toliati

The peculiar features of immunoassay, chemopathological and physiopathological immediate allergic reaction stages and their development have been studied on experimental animals — pubescent rats. The researches have been made in conditions of various intensity influences of motor transport exhaust gases. It is shown, that the sensitization in conditions of motor transport exhaust gases influence promotes development of stronger allergic reaction, than in the control group. The reaction force increases when the influence intensity by exhaust gases is within weak to average limits and it decreases under average to strong limits. Such reaction dynamics is defined by certain shifts in organism protection system and in allergic development reaction stages. It is revealed, that motor transport exhaust gases promote the development of stronger immediate allergic reaction, than in the control group. Chemopathological and physiopathological stages in these conditions do not change displays intensity.

Key words: exhaust gases, immediate allergic reaction, immunoassay, chemopathological and physiopathological stages.

Контактная информация:

Галиев Ринат Султанович — доктор биологических наук, заведующий кафедрой биоэкологических и естественнонаучных дисциплин Волжского университета им. В. Н. Татищева, г. Тольятти

Тел. (848-2) 48-17-48; e-mail: [email protected]

Статья поступила 21.11.2006 г.