CC BY
66
№ 1 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 612.017.1:613.633
СОСТОЯНИЕ КЛЕТОЧНОГО И ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА ПРИ ПЫЛЕВОМ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ
ВОЗДЕЙСТВИИ
Л. А. Андриенко1, С. А. Песков2, Е. Л. Смирнова2
1ГБУЗ НСО «Государственный Новосибирский областной клинический диагностический
центр» (г. Новосибирск) 2ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Изучено состояние клеточного и гуморального иммунитета при пылевом производственном воздействии. Обследовано 30 рабочих пылеопасных профессий и 56 больных хронической пылевой патологией легких. Показано, что в динамике пылевого воздействия у рабочих пылеопасных профессий развиваются изменения иммунологических параметров (Т-клеточная недостаточность; повышение числа лимфоцитов, экспрессирующих FAS-рецепторы; увеличение продукции провоспалительных цитокинов) на фоне митохондриальной недостаточности лимфоцитов, что свидетельствует о снижении иммунологической реактивности при воздействии промышленных пылевых аэрозолей и способствует развитию хронической пылевой патологии легких.
Ключевые слова: иммунологическая реактивность, пылевые аэрозоли, пылевая патология легких, лимфоциты, цитокины, митохондрии.
Андриенко Людмила Алексеевна — врач клинической лабораторной диагностики ГБУЗ НСО «Государственный Новосибирский областной клинический диагностический центр», рабочий телефон: 8 (838) 228-21-26, e-mail: andrienkonsk@mail.ru
Песков Сергей Александрович — профессор кафедры гигиены и экологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, доктор медицинских наук, профессор, рабочий телефон: 8 (838) 225-35-94
Смирнова Елена Леонидовна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры неотложной терапии с эндокринологией и профпатологией ФПК и ППВ «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (838) 343-43-01, e-mail: sovetmedin@yandex.ru
Актуальность проблемы. Сохранение и укрепление здоровья трудящихся определяет
приоритетное направление социальной политики в соответствии с основными задачами программы «Здоровье работающего населения России на 2008-2017 гг.» [1, 8]. Одной из причин развития профессиональных заболеваний является снижение иммунологической реактивности организма. Иммунологические аспекты патогенеза профессионально обусловленной патологии (профессиональных и распространенных общесоматических заболеваний) остаются чрезвычайно важной медико-социальной проблемой в связи с их высокой распространенностью и ранней инвалидизацией рабочих [6, 7]. Иммунной системе принадлежит ведущая роль в обеспечении и поддержании гомеостаза организма в условиях воздействия неблагоприятных факторов производства [2]. Дисбаланс в системе иммунорегуляции под влиянием производственных факторов способствует развитию различных патологических состояний и напрямую зависит от функционального состояния лимфоцита, связанного с энергодефицитом и дизрегуляцией митохондрий [3, 4, 9]. Поэтому актуальным остается выделение маркерных показателей иммунного статуса в условиях воздействия пылевых аэрозолей в целях решения вопросов ранней диагностики нарушений здоровья, эффективности профилактики [5].
Цель исследования: определить особенности клеточного и гуморального иммунитета, цитокинового профиля для идентификации ранних нарушений иммунологической реактивности у рабочих пылеопасных профессий.
Материалы и методы исследования. Обследовано 86 мужчин в возрасте от 43 до 60 лет. Первую группу (30 человек) составили рабочие, контактирующие с низко-и высокофиброгенной пылью; вторую группу (56 человек) — рабочие с установленным диагнозом профессиональной хронической пылевой патологией легких — хронический пылевой необструктивный бронхит и пневмокониоз. Контрольную группу (30 человек) представляли практически здоровые мужчины аналогичного возраста, не имеющие профессионального контакта с пылевыми аэрозолями. Кроме того, обследованные лица первой группы были разделены по стажу работы до 10 лет и свыше 10 лет. Все исследования выполнялись в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной ассоциации «Этические принципы научных и медицинских исследований с участием человека» и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ № 266 от 19.06.2003, были одобрены Этическим комитетом ГБОУ ВПО НГМУ.
Для решения поставленных задачпроводили оценку клеточного (субпопуляционный состав лимфоцитов CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD16+, CD25+, CD95+) и гуморального иммунитета (иммуноглобулины класса A, M, G), цитокинового профиля (ИЛ-1|3, ИЛ-2, ФНО-а, ИЛ-4) во всех группах.
При проведении статистического анализа применяли пакет программ SPSS 13.0. Межгрупповые различия оценивали по параметрическому (t-критерий Стьюдента) или непараметрическому (U-тест Вилкоксона-Манна-Уитни) критериям в зависимости от типа распределения. Для определения корреляционных связей использовали коэффициенты корреляции Пирсона ®, вероятность справедливости нулевой гипотезы (p) принимали при 5 % уровне значимости (p < 0,05).
Результаты исследования и обсуждение. Результаты исследования клеточного и гуморального иммунитета, цитокинового профиля у рабочих, контактирующих с пылевыми аэрозолями различной степени фиброгенности в динамике, больных хронической пылевой патологией легких представлены в таблице.
Исследование клеточного звена иммунитета выявило достоверное снижение относительного числа Т-лимфоцитов за счет уменьшения числа хелперов и цитотоксических лимфоцитов как у мало- (стаж до 10 лет), так и высокостажированных (стаж более 10 лет) контактных с низкофиброгенной пылью рабочих на фоне увеличения количества лимфоцитов, экспрессирующих FAS-рецепторы. Аналогичные изменения, но более выраженные, отмечены у рабочих, контактирующих с высоко-и среднефиброгенной пылью. У больных хроническим необструктивным бронхитом (ХНБ) и пневмокониозом (ПК) нарушения клеточного иммунитета характеризовались Т-клеточной недостаточностью с увеличением числа В-лимфоцитов, CD25+ и CD95+ клеток. Получены достоверные корреляционные зависимости стажа пылевого воздействия и показателей клеточного иммунитета (г = —0,56 для CD3+; г = —0,55 для CD8+; г = 0,42 для CD95+ при р < 0,05).
Показатели гуморального звена иммунитета достоверно не отличались от контрольных значений у рабочих, контактирующих с низкофиброгенной пылью. В динамике воздействия высоко- и среднефиброгенной пыли у рабочих пылеопасных профессий и больных хронической пылевой патологией легких наблюдалось достоверное снижение концентрации иммуноглобулина А.
При изучении окислительного метаболизма в нейтрофилах с увеличением срока пылевого воздействия у контактных рабочих отмечена статистически достоверная активация окислительного метаболизма (индекс фагоцитоза — ИФ) (г = 0,85 р < 0,001) со снижением их биоцидной активности (коэффициент функционально-метаболической активности — КФМА), что свидетельствует о развитии «окислительного стресса» в нейтрофилах. У больных хронической пылевой патологией легких процессы активации окислительного метаболизма в нейтрофилах усиливались при низком резерве их биоцидности.
Динамика иммунологических показателей у рабочих пылеопасных профессий и больных хронической пылевой патологией легких, И ± m
Показатель Группа контроля (п = 30) Рабочие, контактирующие с пылевыми аэрозолями ХНБ (п = 26) ПК (п = 30)
Низкофиброгенная пыль (п = 14) Высоко-и среднефиброгенная пыль (п = 16)
До 10 лет Более 10 лет До 10 лет Более 10 лет
CD3+, % 63,0 ± 3,5 59,0 ± 1,0* 58,0 ± 0,83* 57,0 ± 4,9* 55,00 ± 1,12* 50,0 ± 4,8* 46,0 ± 2,3*
CD4+, % 42,0 ± 2,3 39,0 ± 1,0* 38,0 ± 2,1* 35,0 ± 3,2* 36,0 ± 1,12* 27,0 ± 3,8* 25,0 ± 3,2*
CD8+, % 26,0 ± 3,2 22,0 ± 2,1* 20,0 ± 1,5* 23,0 ± 2,9* 19,0 ± 1,5* 21,0 ± 5,4* 19,0 ± 5,4*
CD20+,% 11,0 ± 3,0 9,0 ± 1,8 9,0 ± 0,8 8,0 ± 1,3* 9,0 ± 1,1 17,0 ± 4,2* 17,0 ± 4,8*
CD56+,% 12,0 ± 2,6 11,0 ± 1,9 12,0 ± 3,9 12,0 ± 2,1 10,0 ± 1,8* 17,0 ± 4,3* 20,0 ± 2,1*
CD25+,% 1,0 ± 0,09 1,0 ± 0,7 0 ± 0,05 3,0 ± 0,07* 3,0 ± 1,0* 11,0 ± 1,32* 16,0 ± 4,1*
CD95+,% 46,0 ± 4,9 50,0 ± 2,5* 52,0 ± 0,83* 55,0 ± 2,3* 55,8 ± 2,1* 55,0 ± 9,4* 63,0 ± 3,8*
ИРИ 1,5 ± 0,17 1,8 ± 0,16* 1,9 ± 0,1* 1,48 ± 0,16 1,7 ± 0,19* 1,3 ± 0,1 1,3 ± 0,09*
1д А, г/л 3,3 ± 0,57 3,3 ± 0,28 3,12 ± 0,19 2,6 ± 0,4* 2,8 ± 0,25* 2,7 ± 0,6 2,5 ± 1,16*
1д М, г/л 1,59 ± 0,26 1,5 ± 0,03 1,51 ± 0,02 1,45 ± 0,03 1,46 ± 0,4* 1,39 ± 0,39* 1,31 ± 0,4
1д G, г/л 12,6 ± 1,84 12,0 ± 0,75 12,5 ± 0,44 13 ± 1,38 12,3 ± 0,87 11,6 ± 2,71 12,1 ± 2,6
ИФ, у.е. 58,6 ± 7,6 60,3 ± 2,0 68,9 ± 1,1* 66,0 ± 1,56* 75,7 ± 2,57* 85,8 ± 20,8* 95,5 ± 0,1*
КФМА 0,46 ± 0,1 0,16 ± 0,03* 0,13 ± 0,02* 0,13 ± 0,01* 0,1 ± 0,01* 0,17 ± 0,1* 0,1 ± 0,01*
Индекс активности СДГ, у.е. 173,3 ± 7,0 173,0 ± 5,6 141,0 ± 5,9* 169,0 ± 18,0 136,0 ± 3,2* 135,0 ± 14,0* 130,0 ± 13,0*
Индекс активности а-ГФДГ, у.е. 162,0 ± 6,9 162,0 ± 4,45 138,0 ± 2,7* 158,0 ± 20,3 133 ± 2,38* 130 ± 11,6* 123 ± 6,0*
ФНО-а, пг/л 6,1 ± 0,74 12,2 ± 0,88* 13,7 ± 0,62* 18,9 ± 0,79* 24,2 ± 0,9* 91,1 ± 2,3* 109,4 ± 4,97*
ИЛ-1Р, пг/л 20,7 ± 1,11 21,7 ± 0,53* 21,9 ± 0,77* 21,5 ± 1,1 23,2 ± 0,91* 25,9 ± 2,0* 27,8 ± 1,61*
ИЛ-2, пг/л 5,8 ± 0,5 6,2 ± 0,24* 6,4 ± 0,44* 7,0 ± 0,61* 7,2 ± 0,46* 7,9 ± 0,78* 9,3 ± 0,6*
ИЛ-4, пг/л 32,4 ± 1,73 52,3 ± 1,75* 54,6 ± 3,16* 60,1 ± 1,7* 82,6 ± 4,65* 137,3 ± 9,6* 154,1 ± 3,69*
Примечание: * — величины, достоверно отличающиеся от контрольных значений (от р < 0,05 до р < 0,001)
При изучении активности митохондриальных ферментов лимфоцитов, характеризующих процессы энергообеспечения клеток (сукцинатдегидрогеназы — СДГ и а-глицерофосфатдегидрогеназы — а-ГФДГ), выявлено снижение индекса активности у контактных рабочих в динамике пылевого воздействия (г = —0,86 р < 0,001) и больных хронической пылевой патологией легких. Результаты исследования цитокинового профиля показали, что как у мало-, так и у высокостажированных рабочих отмечаются повышенные концентрации про- и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1Д ФНО-а, ИЛ-4), способствуя формированию синдрома системного воспалительного ответа. Отмечены прямые корреляционные связи между стажем и уровнем ФНО-а, ИЛ-1Д ИЛ-2, ИЛ-4 (г = 0,65; г2 = 0,52; г3 = 0,36; г4 = 0,61 при р < 0,05). У больных хронической пылевой патологией легких цитокиновый профиль смещается в сторону клеточных реакций (гиперпродукция провоспалительных цитокинов).
Корреляционный анализ выявил тесную взаимосвязь (р < 0,001) между активностью митохондриальных ферментов (а-ГФДГ) и CD3+ (г = 0,49); CD25+ (г = —0,66); ФНО-а (г = —0,65); ИЛ-1Р (г = —0,61); ИЛ-2(г = —0,61); ИЛ-4(г = —0,71).
Заключение. Таким образом, у рабочих пылеопасных профессий при увеличении стажа пылевого воздействия на фоне митохондриальной дисфункции отмечается Т-клеточная недостаточность, увеличение числа CD95+ лимфоцитов, повышение продукции провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1|3), что определяет формирование системного воспалительного ответа на пылевые аэрозоли и развитие производственно обусловленных и профессиональных заболеваний легких.
Список литературы
1. Измеров Н. Ф. Сохранение и укрепление здоровья работающих как основа социальной политики и модернизации экономики России / Н. Ф. Измеров // Связь заболеваний
с профессией с позиций доказательной медицины : материалы Всероссийской науч.-практич. конф. с международным участием. — Казань, 2011. — С. 21-24.
2. Иммунореактивность организма рабочих при производстве цемента / Т. В. Юдина [и др.] // Медицина труда и пром. экология. — 2013. — № 3. — С. 7-11.
3. Лукьянова Л. Д. Современные проблемы адаптации к гипоксии. Сигнальные механизмы и их роль в системной регуляции / Л. Д Лукьянова // Патол. физиология и эксперим. терапия. — 2011. — № 1. — С. 3-19.
4. Клинико-экспериментальные исследования метаболического ответа организма
на хроническое воздействие угольно-породной пыли / Д. В. Фоменко, Л. Г. Горохова, Н. И. Панев // Медицина труда и пром. экология. — 2011. — № 2. — С. 15-21.
5. Особенности иммунных нарушений в условиях производства активированных углей / Н. В. Зайцева [и др.] // Медицина труда и пром. экология. — 2011. — № 2. — С. 21-26.
6. Оценка персонифицированного риска и первичная профилактика производственно обусловленных заболеваний у рабочих пылеопасных профессий в условиях крупного регионального диагностического центра / С. А. Песков [и др.] // Инновационные технологии в медицине труда : материалы Всероссийской науч.-практич. конф. / Под ред. Н. Ф. Измерова. — Новосибирск, 2011. — С. 173-176.
7. Песков С. А. Факторы индивидуального риска развития висцеропатий при воздействии промышленных пылевых аэрозолей в условиях современного производства : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / С. А. Песков. — Новосибирск, 2006. — 46 с.
8. Профессиональное здоровье : клинико-гигиенические аспекты профилактики / Е. Л. Потеряева, А. Я. Поляков, В. Л. Ромейко. — Новосибирск : Сибмедиздат НГМУ, 2010.
— 252 с.
9. Distinctions and similarities of cell bioenergetics and the role of mitochondria in hypoxia, cancer, and embryonic development / P. Jezek [et al.] // Int. J. Biochem. Cell Biol. — 2010.
— Vol. 42. — P. 604-622.
STATE OF CELLULAR AND HUMORAL IMMUNITY AT DUST OCCUPATIONAL
INFLUENCE
L. A. Andrienko1. S. A. Peskov2, E. L. Smirnova2
1SBHE NR «State Novosibirsk Regional Clinical Diagnostic Center» (Novosibirsk c.) 2SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.)
The state of cellular and humoral immunity at dust eccupational influence is studied. 30 workers the dust-risky professions and 56 patients with chronic dust pathology of lungs are surveyed. It is shown that changes of immunological parameters (T-cellular insufficiency development; increase of lymphocytes, expressing FAS receptors; increase in production pro-inflammatory cytokines) are developed at workers of dust-risky professions in dynamics of dust influence against mitochondrial insufficiency of lymphocytes that testifies to decrease in immunological reactivity at influence of industrial dust aerosols and promotes development of chronic dust pathology of lungs.
Keywords: immunological reactivity, dust aerosols, dust pathology of lungs, lymphocytes, cytokines, mitochondrions.
About authors:
Andrienko Lyudmila Alekseevna — clinical laboratory diagnostician at SBHE NR «State Novosibirsk Regional Clinical Diagnostic Center», office phone: 8 (838) 228-21-26, e-mail: andrienkonsk@mail.ru
Peskov Sergey Aleksandrovich — doctor of medical sciences, professor of hygiene and ecology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (838) 225-35-94
Smirnova Elena Leonidovna — candidate of medical sciences, assistant professor of emergent therapy chair with endocrinology and occupational pathology of FAT & PDD at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University» of Ministry of Health", office phone: 8 (383) 343-44-25, e-mail: sovetmedin@yandex.ru
List of the Literature:
1. Izmerov N. F. Preservation and promotion of health working as a basis of social policy and modernization of economy of Russia / N. F. Izmerov // Communication of diseases with profession from positions of evidential medicine: materials All-Russian scient. — pract. conf. with intern. participation. — Kazan, 2011. — P. 21-24.
2. Immunoreactivity of organism of workers at production of cement / T. V. Yudina [etc.] // Medicine of work and indust. ecology. — 2013. — № 3. — P. 7-11.
3. Lukyanova L. D. Modern problems of adaptation to hypoxia. Alarm mechanisms and their role in system regulation / L. D. Lukyanova // Pathol. physiology and exper. therapy. — 2011. — № 1. P. 3-19.
4. Clinical pilot studies of the metabolic answer of organism on chronic influence of coal and
formation dust / V. Fomenko, L. G. Gorokhov, N. I. Panev // Medicine of work and indust. ecology. - 2011. - № 2. - P. 15-21.
5. Features of immune violations in conditions of production of absorbent carbon / N. V. Zaytsev [etc.] // Medicine of work and indust. ecology. — 2011. — № 2. — P. 21-26.
6. Assessment of the personified risk and primary prevention of occupationally caused diseases at workers of dust-risky professions in the conditions of large regional diagnostic center /
S. A. Peskov [etc.] // Innovative technologies in work medicine: material All-Russian scient.
— pract. conf. / Under the editorship of N. F. Izmerov. — Novosibirsk, 2011. — P. 173-176.
7. Peskov S. A. Factors of individual risk of visceropathy development at influence of industrial dust aerosols in the conditions of modern production: theses. ... Dr.s of medical sciences /
S. A. Peskov. — Novosibirsk, 2006. — 46 P.
8. Professional health: clinical-hygienic aspects of prevention / E. L. Poteryaeva, A. Y. Polyakov, V. L. Romeyko. — Novosibirsk: Sibmedpress of NSMU, 2010. — 252 P.
9. Distinctions and similarities of cell bioenergetics and the role of mitochondria in hypoxia, cancer, and embryonic development / P. Jezek [et al.] // Int. J. Biochem. Cell Biol. — 2010.
— Vol. 42. — P. 604-622.
