ВЛИЯНИЕ ХРОНИ- ЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ АЦЕТОНИТРИЛОМ НА ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕ- МЫ ИММУНИТЕТА И СОДЕРЖАНИЕ ИММУНОРЕГУЛЯТОРНЫХ, ПРО- ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ И АНТИВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В КРОВИ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

МАЙ

- ИЮНЬ 2О 1 3

Влияние хронической интоксикации ацетонитрилом на показатели системы иммунитета и содержание иммунорегуляторных, провоспалительных и антивоспалительных цитокинов в крови

П.Ф. Забродский, М. С. Громов, и.Х. Яфарова

Вэ, д

с:

| экспериментах на неинбредных белых крысах установлено, что после хронического ^действия ацетонитрила (30 суток, ежедневно подкожно 0,05 DL50) в равной степени "снижаются иммунные реакции, связанные с функцией ТЫ-, ТЬ2- и В-лимфоцитов, уменьшается активность естественных клеток-киллеров, антителозависимая клеточная цито-токсичность, содержание в крови иммунорегуляторных, провоспалительных и антивоспали-

тельныхцитокинов (ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИЛ-13).

Ключевые слова: ацетонитрил, ТН1-, ТН2-лимфоциты, иммунотоксичность, цитокины.

УДК 615.015.35

Введение. Ацетонитрил (АН, нитрил уксусной кислоты, метилцианиэ, цианме-тан) - летучая, бесцветная, горючая жидкость с запахом эфира. АН широко используется в химической промышленности в органическом синтезе, производстве ароматических веществ, фармацевтических и парфюмерных препаратов, как селективный растворитель углеводородов, масел [3, 11]. АН является оэним из самых распространенных лиганэов в координационной химии [9]. Высокочистый ацетонитрил широко используется в высокоэффективной жидкостной хроматографии, газовой хроматографии и масс-спектрометрии как элюент [10].

В связи с возможной хронической интоксикацией АН в процессе его получения и работы с ним, при авариях на химических объектах и загрязнением местности могут формировать вторичные иммунодефицитные состояния [2, 3]. При этом изучение нарушений параметров системы иммунитета, в частности продукции цитокинов лимфоцитами и другими клетками крови, представляет как теоретический, так и практический интерес для профилактики и лечения возникающих в период и после хронического отравления АН различных инфекционных осложнений и заболеваний [1, 4]. Влияние хронической интоксикации АН на систему иммунитета не изучено [1, 2, 3, 4].

Целью исследования являлась оценка хронического действия АН в течение 30 суток на иммунные реакции, а также на содержание в крови иммунорегуляторных, провоспалительных и

антивоспалительных цитокинов ^-интерферона - ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6 и ИЛ-10 и ИЛ-13).

Материал и методы исследования. Опыты проводили на нелинейных белых крысах обоего пола массой 180-240 г. АН вводили подкожно ежедневно в течение 30 суток в дозе 0,05 DL50 (суммарная доза 1,5 DL50). DL50 АН для крыс при подкожном введении составляло 1750+95 мг/кг. Показатели системы иммунитета оценивали общепринятыми методами в экспериментальной иммунотоксикологии и иммунологии [3, 5] после хронической интоксикации АН через 30 суток после первой инъекции токсиканта. Гуморальную иммунную реакцию к тимусзависимому антигену (эритроцитам барана - ЭБ), характеризующую способность ТЫ-лимфоцитов участвовать в продукции плазматическими клетками IgM, определяли по числу антителообразующих клеток (АОК) в селезенке через 4 суток после иммунизации (пик продукции IgM), которую проводили внутрибрюшинно в дозе 2108 на 26-е сутки после первого введения АН. Аналогично оценивали гуморальную иммунную реакцию к тимуснезависимому брюшнотифозному Vi-антигену (Vi-Ag), отражающую синтез IgM B-клетками (плазмоцитами) селезенки крыс. При этом проводили иммунизацию крыс Vi-Ag в дозе 8 мкг/кг. Функцию ТЫ-лимфоцитов оценивали также по реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Формирование ГЗТ исследовали у животных по приросту массы стопы задней лапы в процентах. Разрешающую дозу ЭБ (5 108) вводили под апоневроз стопы задней лапы через 4 суток после иммунизации, которую проводили внутрибрюшинно на 26-е сутки после первого введения АН. Реакцию ГЗТ оценивали через 24 ч. Функцию ^2-лимфоцитов исследовали по числу АОК, синтезирующие IgG к ЭБ, в селезенке на пике продукции данного иммуноглобулина (на 14-е сутки после иммунизации) методом непрямого локального гемолиза в геле [5]. При этом крыс иммунизировали внутрибрюшинно ЭБ в дозе 2108 клеток на 16-е сутки после первого введения АН.

Оценку активности естественных клеток-киллеров (ЕКК) и антителозависимую клеточную цитотоксичность (АЗКЦ), характеризующую функцию К-клеток, осуществляли спектрофотометрическим методом через 30 суток после первого введения АН [3]. При этом иммунизацию ЭБ (108 клеток) проводили за 4 суток до последнего введения АН (на 26-е сутки).

Концентрацию цитокинов иммунорегуляторных цитокинов (ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4), провоспалительного цитокина (ИЛ-6) и антивоспалительных цитокинов (ИЛ-10, ИЛ-13) [8] исследовали в плазме крови крыс через 30 суток после первой инъекции АН методом ферментного иммуносорбентного анализа (ELISA), используя наборы (ELISA Kits) фирмы BioSource Int. При этом ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-6 и ИЛ-10 определяли через 4 суток после иммунизации ЭБ, а ИЛ-4 - на 14-е сутки ( иммунизацию ЭБ проводили на 16-е сутки после первого введения АН).

Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t-критерия достоверности Стьюдента.

Результаты и обсуждение. После хронической интоксикации АН через 30 суток показатели Т-зависимого - АОК к ЭБ (IgM), АОК к ЭБ (IgG) - и Т-независимого гуморального иммунного ответа - АОК к Vi-Ag (IgM) - снижались соответственно в 1,38; 1,39

12

и 1,42 раза (р < 0,05). Это свидетельствует о том, что АН при хроническом отравлении поражает Т-клетки и В-лимфоциты в равной степени.

Параметры клеточных иммунных реакций после воздействия АН в течение 30 суток - активность ЕКК, АЗКЦ, реакция ГЗТ - уменьшались соответственно в 1,40; 1,44 и 1,45 раза (р < 0,05). Полученные данные позволяют считать, что гуморальное и клеточное звенья иммунитета при хроническом воздействии АН поражаются практически одинаково.

После интоксикации АН происходит в равной степени как редукция функции ТЫ-клеток (АОК к ЭБ-^М, реакция ГЗТ), так и ^2-лимфоцитов (АОК к ЭБ-IgG). Активность ЕКК и АЗКЦ в определенной степени зависит от функции Т-лимфоцитов (хелпе-ров) первого типа (ТЫ). Снижение данных параметров, о чем свидетельствуют данные таблицы 1, приблизительно такое же, как и реакция, зависящая от ^2-клеток, а также гуморальный иммунный ответ, характеризующий активность В-лимфоцитов (АОК к Vi-А^М).

Токсикологический вестник №з (120)

Таблица 1

Влияние хронической интоксикации ацетонитрилом (суммарная доза 1,5 DL5o, 30 сут) на показатели системы иммунитета белых крыс (М + т, п = 9-11)

Показатели Контроль АН

АОК к ЭБ (^М), 103 40,5±4,1 29,4±2,9*

АОК к ЭБ (ДО), 103 56,7±5,5 40,8±4,3*

АОК к 103 29,8±3,1 21,0±2,3*

Активность ЕКК, % 27,9±2,9 20,0±2,1*

АЗКЦ, % 12,8±1,3 8,9±1,0*

ГЗТ, % 35,9±3,7 24,7±3,0*

*р < 0,05 по сравнению с контролем.

Под влиянием АН после хронической интоксикации в течение 30 суток (табл. 2) происходило снижение содержания в крови ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4 (иммунорегуляторные цитокины), ИЛ-6

(провоспалительный цитокин), ИЛ-10 и ИЛ-13 (антивоспалительные цитокины) в равной степени. Так, ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИЛ 13 уменьшались соответственно в 1,34; 1,33; 1,43; 1,51; 1,35 и 1,41 раза (р < 0,05). Следует отметить, что ИЛ-4 и ИЛ-6 могут выполнять и антивоспалительные функции [8].

13

МАЙ

- ИЮНЬ 2О 1 3

Таблица 2

Влияние хронической интоксикации ацетонитрилом (суммарная доза 1,5 DL50, 30 сут) на содержание цитокинов в крови белых крыс, пг/мл (М+т, п=8-10)

Цитокины Контроль АН

ИФН-у 1016±85 760±80*

ИЛ-2 1245±110 933±94*

ИЛ-4 93±9 65±7*

ИФНу/ИЛ-4 10,9±1,1 11,7±1,2

ИЛ-6 127±13 84±10

ИЛ-10 983±87 730±75*

ИЛ 13 110у12 78±8*

* р < 0,05 по сравнению с контролем.

После хронического отравления АН установлено уменьшение концентрации ИФН-У на 5-е сутки после иммунизации ЭБ в 1,34 раза (р < 0,05), а ИЛ-4 - на 14-е сутки после

иммунизации ЭБ - в 1,43 раза (р < 0,05). При этом соотношение ИФНу/ИЛ-4 в контроле составляло 10,9+1,1, а после действия АН - 11,7+1,2. Это свидетельствует о том, что концентрации ИФН-у и ИЛ-4 в крови под влиянием АН снижаются в равной степени, следовательно, функция ТЫ - и ^2-лимфоцитов поражается одинаково [3, 6].

Полученные данные позволяют полагать, что одинаковое снижение активности ТЫ-и ^2-лимфоцитов в равной степени может приводить к развитию как микробной (основная защитная роль выполняется ^2-лимфоцитами и связанными с ними плазмоцитами, синтезирующими иммуноглобулины класса О за исключением ^М и ^О2а, продукция которых осуществляется при помощи ТЫ-лимфоцитов), так и вирусной инфекции (основная защитная роль наряду с другими Т-клетками, ЕКК и К-клетками принадлежит ТЫ-лимфоцитам) [3, 5, 7].

Уменьшение содержания в крови ИФН-у (иммунорегуляторный цитокин) связано с поражением АН в основном ТЫ-лимфоцитов, а также ЕКК, К-клеток, осуществляющих АЗКЦ, цитотоксических Т-лимфоцитов [12]. Снижение в плазме крови после хронической интоксикации АН ИЛ-2 (иммунорегуляторного цитокина) свидетельствует о супрессии его продукции Т-клетками, в том числе и лимфоцитами ТМ- и ТЫ-типа), снижении пролиферации Т- и В-клеток, активности ЕКК и АЗКЦ. Уменьшение в крови ИЛ-6 (про-воспалительного интерлейкина и в определенных случаях антивоспалительного цито-кина) характеризует редукцию его синтеза макрофагами и лимфоидными дендритными клетками вследствие их поражения АН и продуктами его метаболизма. Снижение в крови ИЛ-4 (иммунорегуляторного и в определенных случаях антивоспалительного цитокина) [8] обусловлено поражением АН преимущественно ТЫ-лимфоцитов [3, 5, 8].

Супрессия синтеза ИЛ-10 (антивоспалительного цитокина) под влиянием АН связана с поражением токсикантом ТМ-, ^2-лимфоцитов, моноцитов, макрофагов и В-кле-

ток [3, 5]. Уменьшение содержания в крови ИЛ-10 в такой же степени, как и ИФН-у, подтверждает установленный нами равный поражающий эффект АН в отношении ТЫ - и ^2-лимфоцитов.

Снижение ИЛ-13 (антивоспалительного цитокина) обусловлено поражением АН в основном ^2-лимфоцитов, а также и других клеток крови. При этом может нарушаться модуляция данным цитокином аллергических реакций, а также апоптоза или роста опухолевых клеток [13].

АН метаболизируется, в основном, образуя цианид, за счет которого проявляется его иммунотоксическое действие вследствие ингибирования в клетках иммунной системы компонента тканевого дыхания а3 цитохром-с-оксидазы, а также более 40 железо-, медь-, цинксодержащих ферментов. Кроме того, в процессе биотрансформации АН образуются роданиды, муравьиная кислота и аммиак, которые, за исключением роданидов, обладают выраженным иммунотоксическим действием [3].

Таким образом, хроническое действие АН (30 суток, суммарная доза 1,5 DL50) в равной степени снижает Т-зависимый и Т-независимый гуморальный иммунный ответ, показатели клеточного звена иммунитета, функцию ТЫ- и ^2-лимфоцитов, содержание в крови иммунорегуляторных, провоспалительных и антивоспалительных цитокинов

(ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13).

Выводы. 1. Хроническая интоксикация ацетонитрилом в течение 30 суток в суммарной дозе, составляющей 1,5 DL5o, в равной степени уменьшает активность ТЫ- и ^2-лимфоцитов, гуморальные и клеточные иммунные реакции.

2. После хронического отравления ацетонитрилом в равной степени снижается концентрация в крови иммунорегуляторных, провоспалительных и антивоспалительных ци-

токинов (ИФН-у, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13).

14

Токсикологический вестник №з (120)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Забродский П.Ф. // Эксперим. и клин. фармакол. 1999. -Т. 62. - № 3. - С. 48-49.

2. Забродский П.Ф., Германчук В.Г. // Токсикол. Вестник. 2000. - № 5. - С. 12-15.

3. Забродский П.Ф., Мандыч В.Г. Иммунотоксикология ксенобиотиков. Саратов, СВИБХБ, 2007. - 420 с.

4. Общая токсикология / Под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова. М.: Медицина, 2002. - 608 с.

5. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. Пер. с англ. М.: Мир, 2000. - 582 с.

6. Сухих Г.Т., Касабулатов Н.М., Ванько Л.В. и др. // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2005. - Т. 140. -

№ 12. - С. 622-624.

7. Asquith B., Zhang Y, MosleyA.J., de Lara C.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2007. - Vol. 104. -

№ 19. - P. 8035-8040.

8. Becker K.L., Nylen E.S., White J.C. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2004. - Vol. 89. - №4. - P. 1512-1525.

9. Bocian W., Sitkowski J., Bednarek E. et al. // J. Biomol. NMR. 2008. - Vol. 40. - № 1. - Р. 55-64.

10. Ogawa S, Yoshimura E.// J. Chromatogr. B. Analyt. Tech-nol. Biomed. Life Sci. 2012. - Vol. 909. - P. 34-36.

11. Patil VS., Nandre K.P., Ghosh S. et al. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2012. - Vol. 22. - № 23. - P. 7011-7014.

12. Schoenborn JR., Wilson C.B. // Adv. Immunol. 2007. -Vol. 96. - P. 41-101.

13. Wynn TA.// Annu. Rev. Immunol. 2003. Vol. 21. P. 425-456.

P.F. Zabrodskii, M.S. Gromov, I.Kh. Yafarova The effect of chronic intoxication with acetonitrile on parameters of immunity and content of immunoregulatory, pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in blood

Saratov Branch, Samara Medical Institute «REAVIZ»

It was established in experiments on non-inbred rats that chronic intoxication with acetonitrile (30 days, daily subcutaneous 0.05 LD50) equally reduces immune responses associated with the function of Th1-, Th2-and B-lymphocytes, decreases activity of natural killer-cells, antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity and reduces levels of immunoregulatory, pro-inflammatory and anti-inflammatory

cytokines IFN-V, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 and IL-13 in blood.

Материал поступил в редакцию 20.12.2012 г

УДК. 614.7:612.394.2

Взвешенные вещества атмосферы и донозологические изменения у детей промышленного города

З.И. Намазбаееа, Л.Т. Базелюк,

А.Б. Ешмагамбетова, А.М. Пудов

Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний Минздрава Республики Казахстан, г Караганда

Получены результаты по накоплению химических элементов на фракциях пыли РМ2 5, РМ10 Установлено значительное превышение ПДК химических веществ в составе пыли по сравнению с концентрацией самой пыли. Получены результаты цитоморфологиче-ских исследований клеток слизистой оболочки полости носа и буккального эпителия щек у 108 детей дошкольного возраста и 89 детей школьного возраста, проживающих в промышленном городе, контрольная группа - 60 человек. Отмечено, что назальные и буккальные эпителиоциты обладают чувствительностью к различным экзогенным и эндогенным воздействиям экофакторов, что сказывается на функциональных изменениях этих клеток, где наблюдаются различные нарушения местного значения.

Ключевые слова: дети, атмосферный воздух, взвешенные вещества, цитоморфологи-ческие исследования, клетки слизистой оболочки полости носа, буккальный эпителий щек.

Введение. Атмосферный воздух является одним из ведущих объектов окружающей среды, с которым связана наибольшая часть всех рисков здоровью населения. Согласно эпидемиологическим исследованиям США и стран Европы смертность от сердечно-сосудистой и легочной патологии связывают с высокими концентрациями взвешенных веществ (TSР, РМ25, РМ10) в атмосфере. Именно такая токсичная город-

ская пыль представляет наибольшую опасность при попадании в органы дыхания, так как быстро всасывается и оказывает раздражающее и общетоксическое действие, вызывая интоксикацию всего организма. Считают, что вредное воздействие TSР не имеет порога, ниже которого не наблюдалось бы нежелательных эффектов для здоровья человека [1-3]. Проникновение повышенных концентраций большого числа вредных

15