CC BY
40
STATE OF INFLAMMATORY CYTOKINES SYSTEM AT MOOSATURNISM
Karlova E.A.. Sheiman B.S., Yavorovsky O.P.
СТАН СИСТЕМИ ПРОЗАПАЛЬНИХ ЦИТОКИНІВ ПРИ МІКРОСАТУРНІЗМІ
КАРЛОВА Е.А.1. ЯВОРОВСЬКИЙ О.П.1. ШЕЙМАН Б.С.2
'Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Національна дитяча спеціалізована лікарня "ОХМАТДИТ" МОЗ України, м. Київ
УДК 615.9:615.916’1:546.815: 612.017.1 Ключові слова: свинець. фактор некрозу пухлині, інтерлейкіни 1.2.6.8.
а даними ВООЗ, одним з основних забруднювачів навколишнього середовища з групи важких металів є свинець [1, 2]. Тривалий його вплив на організм людини сприяє формуванню хронічної інтоксикації з розвитком порушень з боку кровотворної, нервової, серцево-судинної, ендокринної систем.
В основі формування патохі-мічних механізмів його токсичної дії лежить активування вільнорадикальних реакцій, що є пусковим моментом у пошкодженні клітинних мембран. Насамперед до альтеруючої дії залучаються мембрани еритроцитів та мембрани судинного ендотелію. Активований ендотелій запускає каскадний механізм синтезу прозапаль-них цитокинів (інтерлейкіну
1,2,6,8, ФНП^) з формуванням системної запальної відповіді.
У літературних джерелах останніх років широко висвіт-
лена роль прозапальних цито-кинів у розвитку та прогресуванні багатьох серцево-судинних захворювань, зокрема гіпертонічної хвороби, атеросклерозу, ішемічної хвороби серця [3-5].
Тривалий вплив факторів малої інтенсивності (зокрема свинцю) викликає формування клініко-лабораторного симпто-мокомплексу мікросатурнізму, який проявляється наявністю перевищеного вмісту свинцю та його метаболітів у біологічних середовищах (крові та сечі) у поєднанні з астенічним синдромом.
Слід зауважити, що донині у медичній літературі ми не знайшли інформації щодо дослідження змін прозапальних цитокинів при мікросатурнізмі.
Мета дослідження — вивчення змін вмісту прозапаль-них цитокинів (інтерлейкіну
1,2,6,8, ФНП^) залежно від вмісту свинцю у крові.
СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ ПРИ МИКРОСАТУРНИЗМЕ Карлова Е.А., ЯворовскийА.П., Шейман Б.С.
Национальный медицинский университет им. О.О. Богомольца, г. Киев,
Национальная детская специализированная больница "ОХМАТДЕТ" МОЗ Украины, г. Киев
Цель работы: изучение изменений содержания провоспалительных цитокинов (интерлейкина 1,2,6,8, ФНП-и) в зависимости от содержания свинца в крови.
Материалы и методы. Под наблюдением находилось 203 пациента, проходивших обследование на базе ДПС МСЧ № 18 МОЗ Украины в г. Киеве. В зависимости от уровня свинца в крови все пациенты были разделены на три группы. В 1 группу вошли пациенты с уровнем свинца в крови (2,12 ± 0,013) мкмоль/л; во 2 группу —
(1,92 ± 0,013) мкмоль/л; в 3 группу — с минимальным уровнем свинца —
(1,72 ± 0,028) мкмоль/л. Возраст больных колебался от 35 до 47лет. Средний возраст пациентов 1 группы (51 человек) составил
(43,5 ± 1,3) лет; 2 группы (46 человек) — (39,9 ± 1,8) лет, 3 группы (49 человек) — (40,3 ± 1,4) лет. Контрольную группу обследованных пациентов составили 57 практически здоровых лиц, средний возраст которых составил (44,7± 1,5) года. Все обследованные пациенты были мужского пола.
Результаты. У пациентов с микросатурнизмом выявлены изменения в системе цитокиновой кооперации. Для пациентов 1 группы характерно достоверное снижение фНП-и, ИЛ 1,2 и повышение содержания ИЛ 6,8. Для 2 группы характерно снижение содержания ФНП-и, 1Л 2 и увеличение содержания ИЛ 1,6,8. У 3 группы пациентов выявлено повышение уровня ФНП-и, ИЛ 1,2,8 при неизмененном содержании ИЛ 6. Выводы. Комплексные исследования провоспалительных цитокинов позволяют выделить основные звенья развивающегося дисбаланса в системе цитокинов и указывают на их зависимость от уровня свинца в крови.
Ключевые слова: свинец, фактор некроза опухоли, интерлейкины.
© Карлова Е.А., Яворовський О.П., Шейман Б.С. СТАТТЯ, 2014.
№2 2014 Environment & Health 12
STATE OF INFLAMMATORY CYTOKINES SYSTEM AT MICROSATURNISM
Karlova E.A.. Sheiman B.S., Yavorovsky O.P.
O.O. Bogomolets National Medical University, Kyiv,
National Children's Specialized Hospital "OKHMATDET". MOH of Ukraine, Kyiv
Objective. To study the changes of proinflam-matory cytokines (interleukin 1,2,6,8, FNP-J) depending on the content of lead in the blood. Materials and Methods: 203 patients were under observation at the MCU N18, the MOH of Ukraine in Kyiv. All patients were divided into three groups depending on the level of lead in blood. The first group included the patients with the level of lead in blood of (2,12 ± 0,013) micromole/l, the second group — (1,92 ± 0,013) micromole/l, the third group — with a minimum level of lead in blood of (1,72 ± 0,028) micromole/l. Age of patients was ranged from 35 to 47 years.
The average age of patients of the 1-st group (51 persons) was 43,5 ± 1,3 years, of the 2-nd group
(46 persons) — (39,9 ± 1,8) years old, of the 3-rd (49 people) — (40,3 ± 1.4) years old. The control groups included 57 healthy persons, whose average age was (44,7 ± 1,5) years old. Only males were examined.
Results of studies: the changes in the system of cytokine cooperation were revealed in the patients with microsaturnism. The patients in the first group are characterized by a significant decrease of the TNF-J, IL-1 and IL-2 and increase of the levels of IL-6 and IL 8, the patients for the second group are characterized by reduction of the TNF-J,-IL 2 and increasing of IL-1, IL-6, IL-8, in the third group of patients the increase TNF-J, IL-1, IL-2, IL-8 are revealed at unchanged content of IL-6. Conclusions. The complex investigations of proinflammatory cytokines allow to identify the main links of the developing disbalance in cytokine system and point to their dependence on blood lead levels.
Keywords: lead, tumor necrosis factor (TNF), interleukins.
Матеріали та методи дослідження. Під наглядом перебували 203 пацієнти, які проходили обстеження на базі ДПСМСЧ № 18 МОЗ України у м. Києві. Залежно від вмісту свинцю у крові пацієнтів було розподілено на 3 групи. До 1 групи увійшли особи з встановленим максимальним рівнем свинцю у крові та віднесені до небезпечних (загрозливих для життя) значень (2,12 ± 0,013 мкмоль/л); до 2 групи — з середнім рівнем свинцю (1,92 ± 0,013 мкмоль/л), віднесених до допустимих значень (носійство металу); до 3 групи — з мінімальним рівнем свинцю (1,72 ± 0,028 мкмоль/л), віднесених до допустимих значень (носійство металу). Усі обстежені пацієнти були особами чоловічої статті. Середній вік пацієнтів 1 групи (51 особа) склав 43,5 ± 1,3 років; 2 (46 осіб) — 39,9 ± 1,8 років; 3 (49 осіб) — 40,3 ± 1,4 років. До контрольної групи увій-
шли 57 практично здорових чоловіків, середній вік яких склав 44,7 ± 1,5 роки. Пацієнти основної та контрольної груп були репрезентативними за віком та статтю, що дозволило у подальшому порівнювати їх.
Визначення вмісту інтерлей-кінів (IL) проводили з використанням набору для IL ELISA kit Кат. №: 108-850 050 (Diaclone, France). Для збору та обробки результатів досліджень було побудовано базу даних у форматі Microsoft Excel 2007, яка містила розділи від демографічних даних до результатів моніторингу і клінічного спостереження. З урахуванням відсутності апріорної інформації про вид розподілу значень показників, що вивчалися у вибірках, вважали доцільним використовувати для їх обробки критерії параметричної та непараме-тричної статистики. Було використано програмне забезпечення Statistica for Windows 6.0
^аівой Іпс., США). Усі дані, розподіл яких наближався до нормального, представлено як середнє та стандартне відхилення (М ± SD), інші дані — як М та 95% довірчий інтервал (95% ДІ). Кореляційний аналіз проводили з розрахунком парного коефіцієнта кореляції Пірсона з визначенням його достовірності та коефіцієнтів лінійного рівняння регресії.
Результати та обговорення. Отримані у результаті дослідження наведено у таблиці.
Аналізуючи рівень ФНП^, встановлено, що у пацієнтів 1 групи визначається зниження в 1,16 разів вмісту ФНП-и (20,8 ± 0,33) пг/мл порівняно з практично здоровими особами (24,2 ± 0,90) пг/мл; р<0,05). Для пацієнтів 2 групи було характерним вірогідне зниження показника в 1,11 разів (21,7 ± 0,44) пг/мл порівняно з групою практично здорових осіб (24,2 ± 0,90) пг/мл. У пацієнтів 3 гру-
Таблиця
Рівень прозапальних цитокинів та ФНП-J у пацієнтів досліджуваних груп
з мікросатурнізмом
Показник Одиниця виміру Основна група Практично здорові особи
I група II група III група
ФНП-J пг/мл 20,8±0,33* 21,7±0,44* 33,7±0,4* 24,2±0,90
m-1 пг/мл 22,5±0,14* 29,7±0,33* 39,2±0,5* 26,0±0,71
m-2 пг/мл 10,06±0,11* 10,5±0,26* 16,4±0,4* 12,75±0,78
m-6 пг/мл 67,9±0,63* 53,5±0,52* 43,2±0,49 42,7±1,25
m-8 пг/мл 73,3±0,48* 78,8±0,54* 47,7±0,63* 50,22±0,97
Примітка:* — вірогідні відмінності показників у хворих основної та контрольної груп (Р<0,05).
13 Environment & Health № 2 2014
пи значення показника вірогідно перевищували значення практично здорових осіб (24,2 ± 0,90) пг/мл; р<0,05) в 1,4 рази та становили (33,7 ±
0,4) пг/мл. Розбіжності показника ФНП^ у сироватці крові між групами досліджуваних пацієнтів вірогідні (р<0,05). Максимальне значення показника встановлено у пацієнтів 3 групи обстежених пацієнтів (33,7 ± 0,4) пг/мл, мінімальне значення — у пацієнтів 1 групи (20,8 ± 0,33) пг/мл; р<0,05).
При аналізі вмісту прозапаль-ного інтерлейкіну (ІЛ)-1 значення показника мали варіабельний характер залежно від вмі-
сту свинцю у крові. Так, у пацієнтів 1 групи значення показника склали 22,5 ± 0,14 пг/мл, що в 1,15 рази менше, ніж у практично здорових осіб (26,0 ± 0,71 пг/мл; р<0,05). Вміст ІЛ-1 у пацієнтів 2 групи вірогідно перевищував значення практично здорових осіб в 1,14 рази та склав (29,7 ± 0,3) пг/мл (р<0,05). У пацієнтів 3 групи показник ІЛ-1 мав найбільше значення і становив (39,2 ± 0,5) пг/мл, що в 1,5 рази перевищує показники групи практично здорових осіб (26,0 ± 0,71) пг/мл. Розбіжності між групами пацієнтів та контролем були достовірними (р<0,05).
Виходячи з отриманих даних ІЛ-1 у пацієнтів з мінімальним вмістом свинцю у крові (3 група) значення показника були максимальними (39,2 ±
0,5) пг/мл з поступовим зниженням цього показника до рівня (22,5 ± 0,14) пг/мл у пацієнтів з максимальним вмістом свинцю (1 група).
При аналізі вмісту проза-пального цитокіну ІЛ-6 встановлено, що у пацієнтів 1 групи значення показника (67,9 ±
0,63) пг/мл вірогідно перевищували в 1,59 рази такі у практично здорових осіб (42,7 ± 1,25) пг/мл та мали найвищі рівні (р<0,05). Значення показ-
Рисунок 1
Кореляційна залежність між рівнем свинцю у крові та сечі і вмістом ФНП-J
при мікросатурнізмі (p<0.05)
0,38
0,36
0,34
0,32
0 0,30 2 0,28
0,26
1 0,24 ç 0,22
З 0,20
С0
^ 0,18 Ш 0,16
X 0,14
О
^ 0,12 0,10
FNO, pb. сеча r=0,4998, p=0,0000008
і
16 18
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Рівень FNO
Встановлено: між рівнем свинцю у крові та ФНП-и спостерігається негативний кореляційний зв'язок(г= -0,53; р<0,05);
16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Рівень FNO
між рівнем свинцю у сечі та ФНП-J спостерігається негативний кореляційний зв'язок (r= -0,49; p<0,05).
Рисунок 2
Кореляційна залежність між рівнем свинцю у крові та сечі і вмістом інтерлейкіну-1
при мікросатурнізмі (p<0.05)
Рівень ІЬ-1
Встановлено: між рівнем свинцю у крові та ІЛ-1 спостерігається негативний кореляційний зв'язок(г= -0,67; р<0,05);
Рівень IL-1
між рівнем свинцю у сечі та ІЛ-1 спостерігається негативний кореляційний зв'язок (r= -0,50; p<0,05).
-о-
ника ІЛ-6 у 2 групи обстежених сягали (53,5 ± 0,52) пг/мл, що в 1,25 рази перевищували такі у практично здорових осіб (42,7 ± 1,25) пг/мл; р<0,05). У 3 групи обстежених хворих значення показника ІЛ-6 склали (43,2 ± 0,49) пг/мл, що не перевищувало такі у практично здорових осіб (42,7 ± 1,25) пг/мл. Отримані зміни ІЛ-6 з максимальними рівнями у пацієнтів 1 групи (з максимальним вмістом свинцю у крові) можуть бути зумовленими участю інтерлей-кіну у розвиткові запалення, формуванні імунної відповіді та здатністю індукувати синтез білків гострої фази.
Аналізуючи значення проза-пального цитокіну ІЛ-8, виявили такі особливості. У пацієнтів 1 групи значення показника склали (73,3 ± 0,48) пг/мл, що в 1,45 рази вище від значень у практично здорових осіб (50,22 ± 0,97) пг/мл, р<0,05). Значення ІЛ-8 у пацієнтів 2 групи (78,8 ± 0,54) пг/мл перевищує значення у практично здорових осіб (50,22 ± 0,97) пг/мл в 1,56 рази. У пацієнтів 3 групи рівень ІЛ-8 мав значення (47,7 ±
0,63) пг/мл, що в 1,05 рази нижче від значень у практично здорових осіб (50,22 ± 0,97) пг/мл.
Для встановлення особливостей змін прозапальних цито-
кинів, що супроводжують перебіг мікросатурнізму у пацієнтів, проведено дослідження кореляційних зв'язків між рівнями інтерлейкінів 1,2,6,8 та ФНП^
Рисунок 3
Кореляційна залежність між рівнем свинцю у крові та сечі і вмістом інтерлейкіну-2
при мікросатурнізмі ^<0.05).
О
а
>
2
х
З
<я
а
і-
і
0
X
О
2,4
IL-2, pb r=0,5992,
" 4 1 1 p=0,0000
2,2 . і
v^N^is і
2,0 , . . *" L - . 1 1 і *
і. "i % 4 -і i t і *
4 к -_JL ‘
1,8 1 1 1 " Г ■* 1 і 1 1 ^»4. ■ _ -bis _
J. L
1,6 , __ . _ J _ J . _ zk
I 1 ■ 4 і *■.
1 1 I 1 t j.
1,4 , - - . . J _ . . _ L . J - A .. ..i. . ...
, j і , ,
1,2 1 1 1 1 l l
IL-2, сеча pb r=0,4360, p=0,00002
О
8 10 12 14 16 18 20 22 0,10 8 10 12 14 16 18 20 22
Рівень IL-2 Рівень IL-2
Встановлено: між рівнем свинцю у крові та між рівнем свинцю у сечі та ІЛ-2 спостерігаєть-ІЛ-2 спостерігається негативний кореляційний ся негативний кореляційний зв'язок (г= -0,44; зв'язок(г= -0,59; p<0,05); p<0,05).
Рисунок 4
Кореляційна залежність між рівнем свинцю у крові та сечі і вмістом інтерлейкіну-8
при мікросатурнізмі ^<0.05)
Рівень IL-8 І
Встановлено: між рівнем свинцю у крові та ІЛ-8 спостерігається прямий кореляційний зв'язок(r= 0,54; p<0,05);
Рівень ^-8
між рівнем свинцю у сечі та ІЛ-8 спостерігається прямий кореляційний зв'язок (г=0,43; p<0,05).
та концентрацією свинцю у крові.
Таким чином, отримані результати дослідження дозволяють говорити про зміни у цито-кіновому профілі, що відбуваються під впливом низьких доз свинцю, з формуванням системної запальної відповіді (ССЗВ), яка має різні ступені активності залежно від вмісту ксенобіотика.
У разі експозиції малими дозами свинцю вже з мінімальним вмістом ксенобіотика крові (3 група) встановлено вірогідне перевищення ФНП^. Цей протизапальний цитокін швидко реагує на дію флогогенних агентів, зокрема свинцю. Однак у пацієнтів 2 групи відзначається вірогідне зниження вмісту ФНП^ порівняно з групою контролю, та максимально цій показник знижується у пацієнтів 1 групи.
Згідно з літературними даними отримана варіабельність вмісту показника ФНП^ з максимальними значеннями у групі пацієнтів з мінімальним вмістом свинцю (3 група) до вірогідного зниження у групі з максимальними значеннями свинцю (1 група) може бути зумовленою, по-перше, активним синтезом цитокинів на дію фактора малої інтенсивності (3 група). По-друге, ФНП^ швидко зв'язується з рецепторами органів мішеней та швидко елімінується з організму (2 та 1 групи). Однак у світі сучасних досліджень зниження рівня фактора некрозу пухлині може виступати як ранішній маркер розвитку гіперкоагуляційного синдрому [6-8], що призводить до стимуляції синтезу інгібітора активації тканинного плазміногену, який утворюють усі клітини судинної стінки. Такі зміни сприяють порушенню судинного гемостазу, що знижує активність фібринолітичної системи та призводить до погір-
шення реологічних властивостей крові у судинах, підвищує імовірність виникнення судинного тромбозу.
Так, першими у систему ци-токінової кооперації включаються прозапальні інтерлейкі-ни 1,2 та ФНП, які мають свої максимальні значення у пацієнтів 3 групи з поступовим зниженням рівня нижче значень контрольної групи у пацієнтів 1 групи.
Зважаючи на той факт, що ФНП^ та ІЛ-1 виступають індукторами синтезу іЛ-6, отримані зміни вмісту останнього цитокіну характеризуються поступовим збільшенням його вмісту у пацієнтів з максимальним вмістом свинцю (1 група). Згідно з літературними даними доведено дію іЛ-6 у гіперпро-дукції гострофазових білків-С
— реактивного протеїну, фібриногену.
Отримані зміни ІЛ-8, який належить до групи хемокінів, характеризувалися перевищенням його вмісту у пацієнтів 2 та 3 груп хворих. Згідно з літературними даними інтерлейкін 8 виступає маркером гостроти перебігу захворювання та може розглядатися як прогностичний маркер його перебігу.
Висновки
1. У пацієнтів з мікросатурніз-мом виявлено лабораторні прояви імунозапальної реакції, яка проявляється порушенням у системі цитокінової кооперації.
2. Формування імунозапальної реакції для 1 групи хворих характеризуються вірогідним зниженням вмісту ФНП^, ІЛ 1,2 та перевищенням вмісту ІЛ 6,8. Для 2 групи характерне зниження вмісту ФНП^, ІЛ 2 та перевищення вмісту ІЛ 1,6,8; у 3 групи пацієнтів встановлено перевищенням вмісту ФНП^, ІЛ 1,2,8 за незмінного вмісту ІЛ 6 та 8.
ЛІТЕРАТУРА
1. Гурин В.Н. Содержание свинца в организме при сердечно-сосудистых заболеваниях / В.Н. Гурин, А.Г Мрочек, И.Н. Семененя // Здравоохранение. — Минск, 2008. — № 1.
— С. 21-24.
2. Зербіно Д.Д., Соломен-чук ТМ. Свинець: ураження судинної системи // Укр. кардіологічний журнал. — 1996. — № 2. — С. 56-58.
3. К вопросу об иммуно-токсическом действии соединений тяжелых металлов /
B.А. Стежка, Н.Н. Дмитруха, Т.Н. Покровская, Т.А. Билько, Е.Г Лампека // Современные проблеми токсикологии. — 2003. — № 1. — С. 22-28.
4. Роль молекул клеточных адгезивных и цитокинов в регуляции межклеточных взаимодействий при атеросклерозе / А.И. Тепляков, Н.Г Кручин-ский, Е.В. Прищепова, Т.И. Че-герова // Ангиология и сосудистая хирургия. — 1999. — № 3.
— С. 11-15.
5. Туморнекротизирующий фактор и состояние иммунореактивности у больных ишемической болезнью сердца: клинико-иммунологические сопоставления / Е.Г. Сергеева, РП. Огурцов, Н.А. Зиновьева и др. // Кардиология. — 1999. — № 3. — С. 26-29.
6. Цитокининдуцирующая активность мононуклеаров периферической крови у больных со стабильной и нестабильной стенокардией / М.И. Лутай, ТИ. Гавриленко, Е.М. Корнили-на, Л.В. Якушко // Укр. кардіол. журнал. — 2002. — № 5. —
C. 14-17.
8. Цитокиновый контроль процесса ангиогенеза / Е.И. Ам-числавский, Д. И. Соколов, Є.А. Старикова, И.С. Фрейдлин // Мед. иммунология. — 2003.
— № 5-6. — С. 493-506.
REFERENCES
1. Gurin V.N., Mrochek A.G., Semenenia I.N. Zdravookhrane-nie (Belarus). 2008 ; 1 : 21-24. (in Russian)
2. Zerbino D.D., Solomenchuk TM. Ukr. kardiolohichnyi zhurnal. 1996 ; 2 : 56-58. (in Ukrainian)
3. Stezhka V.A., Dmitruha N.N., Pokrovskaia T.N., Bilko T.A., Lam-peka E.G. Sovremennie proble-my toksikologii. 2003 ; 1 : 22-28. (in Russian)
4. Tepliakov A.I., Kruchinskii N.G., Prishchepova E.V., Chege-rova T.I. Angiologiia i sosudistaia khirurgiia. 1999 ; 3 : 11-15. (in Russian)
5. Ogurtsov R.P., Popov V.G., Pigarevskii P.V., Gudkova A.Ya., Zinoveva N.A., Kuznetsova S.A., Sergeeva E.G. Kardiologiia. 1999 ; 3 : 26-29. (in Russian)
6. Lutai M.Y, Havrylenko T.Y, Kornylyna E.M., Yakushko L.V. Ukr. kardiol. zhurnal. 2002 ; 5 : 14-17. (in Russian)
7. Amchislavskii E.I., Sokolov D.I., Starikova E.A., Freidlin I.S. Med. immunologiia. 2003 ; 56 : 493-506. (in Russian)
Надійшла до редакції 10.01.2014.
